GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ
Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu
Sonuç Raporu
Proje No: 2009/59
Mahlep Çekirdeğinden İzole Edilen Proteince Zengin Ürünün Bazı Kimyasal ve
Fonksiyonel Özelliklerinin İncelenmesi
Proje Yöneticisi
Prof. Dr. Metin YILDIRIM
Birimi
Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi
Gıda Mühendisliği Bölümü
Araştırmacılar ve Birimleri
Melih GÜZEL
Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi
Gıda Mühendisliği Bölümü
(Ekim /2011)
ÖZET*
MAHLEP ÇEKĠRDEĞĠNDEN ĠZOLE EDĠLEN PROTEĠNCE ZENGĠN ÜRÜNÜN BAZI
KĠMYASAL VE FONKSĠYONEL ÖZELLĠKLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ
Bu çalıĢmada, mahlep çekirdeği içinden protein konsantresi üretilmesi ve üretilen protein
konsantresinin bazı kimyasal ve fonksiyonel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıĢtır.
Mahlep çekirdeği içi proteinleri pH 10,0’da ekstrakte edilip pH 4,5’te çöktürülerek protein
konsantresi hazırlanmıĢtır. Protein konsantresinin kurumadde, yağ, toplam karbonhidrat,
protein ve kül içeriği; protein çözünürlüğü, su ve yağ tutma kapasitesi, emülsiyon aktivite
indeksi ve emülsiyon stabilite indeksi, köpük kapasitesi ve stabilitesi, minimum jel oluĢturan
konsantrasyonu ve proteinlerin molekül ağırlıkları belirlenmiĢtir.
Protein konsantresi %92,73±0,65 kurumadde, %6,29±0,12 kül, %6,02±0,35 karbonhidrat,
%1,42±0,09 yağ ve %73,11±0,80 protein içermiĢtir. Su tutma kapasitesi, yağ tutma kapasitesi
ve minimum jel oluĢturan konsantrasyonu sırasıyla %281±2,0, %166±0,10 ve %12 olarak
bulunmuĢtur. Maksimum çözünürlük pH 12,0 (%95,97±1,94) ve minimum çözünürlük ise pH
6,0’da (%16,71±0,45) gözlenmiĢtir. Emülsiyon aktivite indeksi 27,21±2,50 m2/g, emülsiyon
stabilite indeksi ise 81,05±1,49 dakika olarak belirlenmiĢtir. Protein konsantresinin köpük
kapasitesi %43,75±8,84 ve köpük stabilitesi ise %71,33±21,68 (30 dakika sonra) olarak
belirlenmiĢtir. Protein konsantresinin emülsifiye etme ve köpürme özellikleri sodyum
kazeinattan daha düĢük bulunmuĢtur. Sodyum dodesil sülfat poliakrilamid jel elektroforezi
(SDS-PAGE) yağsız mahlep çekirdeği içi unundaki protein fraksiyonlarının hemen hemen
tamamının protein konsantresinde tutulduğunu göstermiĢtir. Üretilen protein konsantresinin
fonksiyonel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında protein konsantresinin bazı gıda
formülasyonlarında kullanım alanı bulabileceği anlaĢılmıĢtır.
Anahtar Kelimeler: Mahlep çekirdeği içi protein konsantresi, Fonksiyonel özellikler
(*) Bu çalıĢma GaziosmanpaĢa Üniversitesi Bilimsel AraĢtırma Projeleri Komisyonu
tarafından desteklenmiĢtir (Proje No: 2009/59).
ABSTRACT
INVESTIGATION OF SOME CHEMICAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF
PROTEIN RICH PRODUCT FROM MAHALEB SEEDS
The aims of this research were to produce protein concentrate from mahaleb (mahlab) seed
kernels, and to investigate its some chemical and functional properties.
Protein concentrate was prepared from the defatted powder of mahaleb seed kernels by
extracting at pH 10.0, and precipitating at pH 4.5. Dry matter, fat, total carbohydrate, protein,
and ash contents; protein solubility, water and oil absorption capacity, emulsifying activity
and stability indices, foaming capacity and stability, least gelling concentration, and
molecular weight of the resulting concentrate were determined.
Protein concentrate contained 92.73±0.65% dry matter, 6.29±0.12% ash, 6.02±0.35%
carbohydrate, 1.42±0.09% fat, and 73.11±0.80% protein. Water holding capacity, oil holding
capacity and least gelling concentration of protein concentrate were 281±2.0%, 166±0.10%,
and 12%, respectively. Protein concentrate showed minimum and maximum solubility at pH
6.0 (16.71±0.45%) and 12.0 (95.97±1.94%), respectively. Emulsifying activity and stability
indices, foaming capacity and stability of protein concentrate were 27.21±2.50 m2/g,
81.05±1.49 min, 43.75±8.84% and 71.33±21.68% (after 30 minutes), respectively.
Emulsifying and foaming properties of protein concentrate were lower than those of sodium
caseinate. Sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis
showed that almost all of the protein fractions in the defatted powder were transferred to the
protein concentrate. The protein concentrate may find applications in some food formulations
with regards to its functional and chemical properties.
Keywords: Mahaleb kernel protein concentrate, Functional properties
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET………………………….………………………….….………………………..............
i
ABSTRACT…………………….……………………….….…………….………………..…
ii
ĠÇĠNDEKĠLER………………….……………………..…..…………….……………………
iii
ġEKĠLLER DĠZĠNĠ………….……………………….……...……………………………..…
v
ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ…………………………………………………...………………..….
vi
GĠRĠġ…………………………………………………….…….…………………………
1
KAYNAK ÖZETLERĠ…………………………………...……..………………………..
2.1. Mahlep Çekirdeklerinin Özellikleri………………………………………………….
2.2. Proteinlerin Fonksiyonel Özellikleri…………………………………..….................
4
4
5
MATERYAL VE YÖNTEM…………………………..…...…………..….......................
3.1. Materyal……………………………………………..………………….....................
3.2. Yöntem………………………………...……………….……………………………
3.2.1. Mahlep Çekirdeği Ġçinden Yağın UzaklaĢtırılması……...……………………….
3.2.2. Mahlep Çekirdeği Ġçi Protein Konsantresinin (MÇĠPK) Hazırlanması…..............
3.2.3. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Fiziksel ve Kimyasal Nitelikleri..................
3.2.3.1. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Kurumadde Analizleri.…………...…..
3.2.3.2. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Yağ Analizleri…….………………….
3.2.3.3. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Toplam Karbonhidrat Analizleri.…….
3.2.3.4. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Protein Analizleri……………...…….
3.2.3.5. Mahlep Çekirdeği Ġçi Protein Konsantresinin Kül Analizi…………………..
3.2.3.6. Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Ürünlerinin Renk Değerlerinin Ölçümü ..…….......
3.2.3.7. Yağsız Mahlep Çekirdeği Ġçi ve Mahlep Çekirdeği Ġçi Protein
Konsantresinin SDS-PAGE ile Ġncelenmesi………………………………....
3.2.4. Mahlep Çekirdeği Ġçi Protein Konsantresinin Fonksiyonel Özelliklerinin
Belirlenmesi…………….………………..….……………………………………
3.2.4.1. Protein Çözünürlüğünün Belirlenmesi ………………………..……..............
3.2.4.2. Su ve Yağ Tutma Kapasitesinin Belirlenmesi ……………...……….………
3.2.4.3. Köpük Kapasitesi ve Stabilitesinin Belirlenmesi…………………………….
3.2.4.4. Emülsiyon Aktivite Ġndeksi (EAĠ) ve Emülsiyon Stabilite Ġndeksinin (ESĠ)
Belirlenmesi………………………………………………………………….
3.2.4.5. Minimum Jel OluĢturan Konsantrasyonun (MJOK) Belirlenmesi…………..
3.2.5. Ġstatistiksel Değerlendirme……………………………………………………….
15
15
15
15
15
16
16
16
17
17
18
18
BULGULAR ve TARTIġMA………………………………………………………..…..
4.1. Protein Konsantresinin Hazırlanması………………………………………..............
4.1.1. Örneklerin Öğütülmesi ve Yağ Ekstraksiyonu…………………………………...
4.1.2. Ekstraskiyon pH’sının Belirlenmesi………………………………...……………
4.1.3. Protein Konsantresinin Hazırlanması ve BileĢimi…………………………..........
4.1.4. Mahlep Çekirdeği ve Ġçi Ürünlerinin Renk Değerleri………...………………….
4.2. Mahlep Çekirdeği Ġçi Protein Konsantresinin Fonksiyonel Özellikleri……………..
4.2.1. Protein Çözünürlüğü …………………………………………………………......
4.2.2. Su Tutma Kapasitesi…………………………………………..…………….........
4.2.3. Yağ Tutma Kapasitesi………………………………………...……….................
4.2.4. Köpük Kapasitesi ve Stabilitesi………….……………………………………….
4.2.5. Emülsiyon Aktivite Ġndeksi ve Emülsiyon Stabilite Ġndeksi……………………..
4.2.6. Minimum Jel OluĢturan Konsantrasyon…………………………...……………..
24
24
24
25
27
29
31
31
33
34
35
38
39
1.
2.
3.
4.
19
20
20
20
21
22
23
23
5.
4.2.7. Jel Elektroforezi (SDS-PAGE)…..……………………………………………….
40
SONUÇ…………………………………………………………………………..………
42
KAYNAKLAR………………………….………………………………………………..
44
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
ġekil 4.1. Yağsız mahlep çekirdeği içi örneklerinden proteinlerin ekstraksiyonuna
pH’nın etkisi………………………………………………………………..
ġekil 4.2. Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin farklı pH değerlerindeki
çözünürlükleri……………………………………………………………...
ġekil 4.3. Protein örneklerinin köpük stabilitesinde zamanla gözlenen değiĢim …….
ġekil 4.4. Mahlep çekirdeği içi ürünlerinin SDS-PAGE elektroforetogramı…………
26
32
37
41
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa
Çizelge 4.1.
Çizelge 4.2.
Çizelge 4.3.
Çizelge 4.4.
Çizelge 4.5.
Çizelge 4.6.
Çizelge 4.7.
Çizelge 4.8.
Mahlep çekirdeği içinin yağ ekstraksiyon öncesi ve sonrası bileĢimi……..
Protein konsantresinin bazı kimyasal nitelikleri…………………………...
Yağsız mahlep çekirdeği içi proteinlerinin, protein konsantresinde tutulma
oranları……………………………………………………………………..
Mahlep çekirdeği içi ürünlerinin renk değerleri……………………………
Protein konsantresinin 1,0-12,0 pH aralığındaki protein çözünürlüğü…….
Protein konsantresinin su ve yağ tutma kapasiteleri……………………….
Protein konsantresinin ve Na-kazeinatın köpük kapasiteleri ve stabiliteleri.
Protein konsantresinin emülsiyon aktivite ve emülsiyon stabilite indeksi…
25
27
29
30
33
34
37
39
Çizelge 4.9.
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin minimum jel oluĢturan
konsantrasyonları…………………………………………………………..
40
1. GİRİŞ
Gıda iĢlemenin değiĢik aĢamalarında çeĢitli katı veya sıvı atıklar açığa çıkmaktadır. Meyve
iĢleme tesislerinde en fazla karĢılaĢılan atık kabuk, posa ve çekirdektir. Çevre kirliliği, gıda
yetersizliği gibi kaygılar, atıkların ekonomik ve güvenli bir Ģekilde geri dönüĢümünü
sağlayacak yöntemlerin geliĢtirilmesi ihtiyacını da beraberinde getirmektedir (Kamel ve
Kakuda, 1992). Günümüzde bu atıklar hayvan yemi olarak kullanma, fermantasyon yoluyla
tek hücre proteinine dönüĢtürme, biyo-yakıt üretme gibi değiĢik uygulamalar ile
değerlendirilmeye çalıĢılmaktadır (Kamel ve Kakuda, 1992; Duman ve ark., 2011).
Rosaceae familyasında yer alan mahlebin (Prunus mahaleb L.) vatanı Batı Asya ve
Avrupa’dır. Bu bitki Güney Avrupa, Fransa, Güney Almanya, Kuzey Asya, Kafkasya ve
Türkistan içlerine kadar uzanan geniĢ bir alanda doğal olarak yetiĢmektedir. Ülkemizde ise
Tokat, Mardin, Çorum, GümüĢhane, Amasya, Ordu, Erzurum, UĢak ve Van yöresinde doğal
olarak yetiĢmektedir. Yöresel olarak Ġdris, Yabani Kiraz, TaĢ Kirazı, Endirez, Keniro, Kokulu
Kiraz, Endülüs ve Meltem gibi isimlerle anılmaktadır (Mataracı, 1997; Ġlisulu, 1992).
Ġnglizce’de ise English cherry, Rock cherry, St. Lucie cherry gibi isimler verilmiĢtir (Mariod
ve ark., 2010).
Mahlep kayalık ve güneĢli yerlerde yetiĢir. Yapraklarını döken küçük ağaç ya da ağaççık
formunda olup beyaz renkli ve kokulu çiçekleri vardır (Moreno ve ark. 1996). Mahlep ağacı
alçak boylu, sık ince dallı, yayvan, bazen sarkık taçlıdır. Çiçek teĢekkülü salkımı andırır.
Dolayısıyla meyveleri de salkımlardan meydana gelir. Meyveleri çok küçük küresel, tam
olgunlaĢtıkları zaman koyu kırmızı veya siyah renklidir. GeliĢme kuvveti, kabuk, yaprak ve
meyve rengi, meyve Ģekli ve döllenme durumu bakımından birbirinden farklı mahlep tipleri
mevcuttur (YeĢiloğlu, 2005).
Sarı Mahlep ve Kara Mahlep olmak üzere yurdumuzda yetiĢen iki önemli mahlep tipi vardır.
Sarı mahlep meyveleri olgunlaĢınca kırmızı renk alır, gövde açık renklidir. Tokat bölgesinde
kiraz ve viĢneye anaç olarak kullanılan çeĢit sarı mahleptir. Kiraz ve viĢne ile çok iyi uyuĢan
tipleri vardır. Kara mahlep meyveleri olgunlaĢınca siyah bir renk alır. Kara mahlep, kiraz ve
viĢne için uygun anaç değildir. Gövdesi de siyaha yakın renklidir. AĢılama sonucunda iyi bir
uyuĢma sağlamaz. AĢı iyi bir tutum sağlar ama 3-4 yıl sonra aĢı yerinden kırılmalar,
geliĢmede durma ve kuruma gibi belirtilerle gecikmiĢ uyuĢmazlık olayı görülebilir (YeĢiloğlu,
2005). Türkiye’deki kiraz ağaçlarının %75-80’inin mahlep anacı üzerine aĢılı olduğu
belirtilmektedir (Mısırlı, 1992).
Mahlebin mutfaktaki kullanımı Türkiye, Yunanistan ve Ermenistan ile sınırlıdır (Aydin ve
ark., 2002). Ancak Sudan’da ekmeğe lezzet vermek amacıyla kullanıldığı da bildirilmektedir.
Mahlep çekirdeği içi Sudan’da ayrıca geleneksel losyonların üretiminde ve çocuklarda ishal
önleyici ilaç olarak da kullanılmaktadır (Mariod ve ark., 2010). Ülkemizde, kurutulan
meyveleri baharat olarak, çekirdek içleri çöreklere koku vermek amacıyla ve kokulu dalları
ise tütün çubuğu yapımında kullanılmaktadır (Yaltırık ve Efe, 2000). Ayrıca yöresel ilaçlarda
tonik ya da anti diyabetik olarak da kullanılmaktadır (Sezik ve Basaran, 1985). Meyvelerinin
jölesi, pestili ve Ģekerlemesi yapılmaktadır (Gerçekçioğlu ve GüneĢ, 1992; Meraler, 2010).
Ayrıca α-eleostearik asitçe (9cis, 11trans, 13trans - 18:3) zengin bir yağ içermesi nedeni ile
boya sanayiinde kullanılır. Ağaç kabuklarının hoĢ kokulu olması, kumarin içermesinden ileri
gelmektedir (Meraler, 2010).
Mahlep çekirdeği önemli düzeyde yağ (%30,9) ve protein (%28,0) içermektedir (Mariod ve
ark., 2009). Çekirdek içinde kumarin, herniarin (7-metoksikumarin), dihidrokumarin ve düĢük
miktarlarda amigdalin (mandelonitril-β-gentiobiosid) bulunmaktadır. Çekirdek içi yumuĢak
yapılı, hoĢ kokulu ancak acı bir tada sahiptir. Özellikle belirli bir süre çiğnendikten sonra hafif
bir badem lezzeti oluĢturur (Mastelić ve ark., 2006; Jerković ve ark., 2011).
Bir gıdanın tüketici açısından önem taĢıyan fonksiyonel özellikleri, gıdanın besleyici
değerinin dıĢında kalan diğer niteliklerinin tümüdür. Tüketici tercihlerini etkileyen bu
nitelikler sırasıyla tekstür, tat-koku, renk ve görünüĢtür. Fonksiyonel özellikler sadece son
ürünün kalitesini belirlemek açısından değil ayrıca iĢlenmiĢ et ürününün dilimlenmesi,
bisküvi hamurunun makinelerle taĢınabilmesi gibi üretim aĢamalarının kolaylaĢtırılması ve
yeni gıda maddelerinin geliĢtirilmesi açısından da önemlidir (Singh ve ark., 2008; Ogunwolu
ve ark., 2009). Bu nedenlerle proteinler, tat-koku maddelerini taĢıma, köpük, emülsiyon, jel
ve hamur oluĢturma gibi özellikleri ile gıdanın fonksiyonel niteliklerini etkileyen ve/veya
belirleyen önemli bileĢenlerdir.
Proteinlerin fonksiyonel özellikleri, proteinlerin kompozisyonu ve üç boyutlu yapısı gibi iç
faktörlerden, gıda ya da model sistemin kompozisyonu gibi çevresel faktörlerden ve izolasyon
metodu ile koĢullarından etkilenmektedir (Kinsella, 1981; Fernandez-Quintela ve ark., 1997;
Bilgi ve Çelik, 2004). Bu nedenlerle elde edildikleri kaynağa bağlı olarak proteinlerin
fonksiyonel nitelikleri de farklılık gösterebilmektedir.
Gıda üretiminde kullanılan proteinler kabaca hayvansal kaynaklı (jelatin, kazein vb) ve
bitkisel kaynaklı (soya, yer fıstığı vb) proteinler olmak üzere iki grupta toplanabilir. Birçok
bitkisel kaynaklı protein, insan beslenmesinde düĢük maliyetli protein kaynağı olarak ilgi
çekmektedir (Ogunwolu ve ark., 2009).
Yapılan kaynak taramalarında, mahlep çekirdeği içinin bileĢiminin belirlendiği birkaç çalıĢma
dıĢında, mahlep çekirdeği içinden proteinlerin izole edilmesi ve izole edilen proteince zengin
ürünlerin (konsantre veya izolat) fonksiyonel niteliklerinin belirlenmesini konu alan herhangi
bir çalıĢmaya rastlanmamıĢtır. Bu nedenle gerçekleĢtirilen bu çalıĢmada mahlep çekirdeği
içinden ekstrakte edilen proteince zengin ürünün bazı kimyasal ve fonksiyonel özellikleri
belirlenmiĢ, diğer bitkisel ve hayvansal kaynaklı proteinler ile karĢılaĢtırılmıĢ ve gıda
endüstrisinde kullanım olanakları incelenmiĢtir.
2. KAYNAK ÖZETLERİ
Mahlep çekirdeği içinin bileĢimini konu alan sınırlı sayıda kaynak bulunmaktadır. Mahlep
çekirdeği içinden proteinlerin izole edilmesi ve fonksiyonel özelliklerinin belirlenmesi ile
ilgili ise herhangi bir literatüre rastlanılmamıĢtır. Bu nedenle konu ile doğrudan ilgili
ulaĢılabilen kaynaklar sınırlı kalmıĢtır.
2.1. Mahlep Çekirdeğinin Özellikleri
Aydin ve ark. (2002) tarafından yapılan çalıĢmada, Tokat ilinde yetiĢtirilen mahlep çekirdeği
içinin bazı fiziksel özellikleri incelenmiĢtir. ÇalıĢmada analiz edilen örneklerin %2,8-9,3
düzeyinde su içerdiği, bin tane ağırlığının 0,205-0,215 kg arasında değiĢtiği saptanmıĢtır.
Mahlep çekirdeği yağının yağ asidi kompozisyonunu inceleyen Yücel (2005), mahlep yağında
en çok bulunan yağ asitlerinin oleik asit (%35,4) ve linoleik asit (%28,5) olduğunu
belirlemiĢtir. Mahlep çekirdeği yağının önemli düzeyde konjuge linolenik asitleri (%27,6)
içerdiği ve konjuge linolenik asitlerin de %76,1’ini α-eleostearik asidin (9cis, 11trans,
13trans - 18:3) oluĢturduğu saptanmıĢtır. Ayrıca mahlep çekirdeğinin kurumaddesinde %18,5
düzeyinde yağ bulunduğu belirlenmiĢtir.
Mahlep çekirdeği üzerinde yapılan bir çalıĢmada, mahlep çekirdeğinin %6,2 su, %30,9 yağ,
%28,0 protein, %2,1 kül, %18,7 lif ve %14,1 karbonhidrat içerdiği saptanmıĢtır. Mahlep
çekirdeği yağında, oleik asit (%45) ve linoleik asitin (%47) en çok bulunan yağ asitleri olduğu
belirlenmiĢtir. Aminoasit analizi sonucunda treonin, metiyonin+sistein, lizin ve izolösin
aminoasitlerinin ilk dört yetersiz aminoasitler oldukları gözlenmiĢtir. Major elementlerden
Ca, K ve Mg düzeylerinin sırasıyla 133,7, 204,2 ve 102,2 ppm; minor elementlerden Al, Pb
Ni, Mn, Cu, Cr ve Co düzeylerinin ise düĢük olduğu saptanmıĢtır (Mariod ve ark., 2009).
Mardin ve yöresinde yetiĢen mahlep meyvesi çekirdeği içlerinin mineral madde bileĢimini
inceleyen Meraler (2010), mahlep çekirdeği içinde mg/kg olarak 9,94 Al, 19,4 B, 6 795 Ca,
0,00963 Cd, 0,000000185 Co, 0,06707 Cr, 15,5 Cu, 59,5 Fe, 9 166 K, 2 907 Mg, 18,0 Mn,
0,65 Mo, 5,05 N, 45,6 Na, 1,3 Ni, 5 767 P, 0,215 Pb, 2 297 S ve 36,0 Zn bulunduğunu
saptamıĢtır.
2.2. Proteinlerin Fonksiyonel Özellikleri
Proteinlerin fonksiyonel özellikleri gıda iĢleme ve ürün formülasyonlarında önem
taĢımaktadır. Fonksiyonel özelliklerden bazıları su tutma, yağ bağlama, emülsiyon, köpük ve
jel oluĢturmadır. Bu fonksiyonel özellikler moleküler yapı ve ağırlık gibi iç faktörlerden,
proteinlerin izolasyon metodu, pH, iyonik güç ve diğer bileĢenlerin bulunması gibi birçok dıĢ
faktörden etkilenmektedir. Fonksiyonel özelliklerden hangisinin daha önemli olduğu protein
konsantresinin veya izolatının kullanılacağı gıda maddesine bağlı olarak değiĢim gösterir.
Örneğin yüksek su ve yağ tutma kapasitesi sosis, ekmek ve keklerde arzu edilirken yüksek
emülsifiye etme ve köpük oluĢturma özellikleri salata sosları, sosisler, çorbalar, Ģekerlemeler,
donmuĢ tatlı ve kekler için tercih edilen özelliklerdir (Kinsella, 1979; Ahmedna ve ark.,
1999).
Proteinlerin farklı koĢullardaki çözünürlüğü, emülsiyon oluĢturma, köpürme ve jelleĢme gibi
diğer fonksiyonel özelliklerini önemli düzeyde etkilemesi nedeniyle proteinlerin önemli
fonksiyonel niteliklerinden birisidir (Kinsella, 1982). Proteinler izoelektrik noktalarında en
düĢük çözünürlüğü gösterirler. Çünkü bu noktada protein-protein interaksiyonu maksimum
seviyede gerçekleĢir. Ġyonların konsantrasyonu ve çeĢidi proteinlerin su tutma kapasitesini,
ĢiĢmesini ve çözünürlüğünü önemli derecede etkilemektedir (Cheftel ve ark., 1985; Saldamlı
ve Temiz, 1998).
Proteinlerin su ile etkileĢimi, gıdaların lezzet ve yapısını belirlemesi nedeniyle gıda
sistemlerinde çok önemlidir. Gıda proteinlerinin su tutma kapasitesini belirleyen proteine
özgü faktörler aminoasit bileĢimi, üç boyutlu yapı ve yüzey hidrofobisite/polaritesidir. Ayrıca
gıda iĢleme metotları da proteinlerin üç boyutlu yapısı ve hidrofobisitesi üzerinde önemli
etkiye sahiptir (Barbut, 1999). Su tutma kapasitesi çorba, hamur ve fırıncılık ürünleri gibi
viskozitesi yüksek gıda maddeleri için kritik bir fonksiyonel özelliktir. Bu ürünlerde
proteinlerin çözünmeden suyu tutmaları ve bu sırada viskoziteyi arttırıp kıvam ve yapı
kazandırmaları gerekmektedir (Seena ve Sridhar, 2005).
Proteinlerin yağ ile etkileĢimi, gıdaların lezzet ve yapısını belirlemesi nedeniyle gıda
sistemlerinde çok önemlidir (Barbut, 1999). Gıda emülsiyonları termodinamik açıdan stabil
olmayan su-yağ karıĢımlarıdır. Emülsiyonun oluĢması ve stabilitesi mayonez gibi gıda
sistemlerinde
çok
önemlidir.
Proteinler
yüklü-yüksüz,
polar-apolar
aminoasitler
içerebilmektedir. Bu aminoasitler proteinlere, hidrofilik ve hidrofobik özellikleri bir arada
içeren yüzey aktif madde niteliği kazandırmaktadır. Bu sayede proteinler gıda sistemlerinde
hem yağ hem de su fazı ile etkileĢime girebilmektedir. Proteinlerin stabilize ettiği
emülsiyonları pH, iyonik kuvvet, sıcaklık, düĢük molekül ağırlığına sahip yüzey aktif
maddelerin varlığı, Ģekerler, yağ fazı ve protein tipi gibi faktörler de etkilemektedir. Bunun
yanı sıra emülsiyon özelliğini proteinin çözünebilirliliği de oldukça etkileyebilmektedir.
Ancak doğrusal bir iliĢkiden söz etmek olası değildir (Saldamlı ve Temiz, 1998). Çözünmez
ve yüksek düzeyde apolar nitelik gösteren proteinlerin büyük miktarda yağ bağlayabildikleri
görülmektedir. Küçük partikül boyutlu, düĢük yoğunluklu protein tozları yüksek yoğunluklu
protein tozlarından daha fazla yağ tutarlar. Bitkisel protein konsantrelerinin karbonhidrat
bileĢenlerinin yağ bağlamada önemli derecede bir payı bulunmamaktadır (Cheftel ve ark.,
1985).
Köpük, emülsiyona benzer bir Ģekilde oluĢur. Köpükte su molekülleri apolar faz olan hava
küreciklerinin etrafını sarmaktadır. Teorik olarak proteinlerin hem polar hem de apolar
grupları bir arada içermesi onları iyi bir köpük oluĢturucu konumuna getirmektedir. Bu
nitelikleri sayesinde proteinler su-hava ara yüzeyinde yer alarak hava küreciklerinin
birleĢmesine engel olurlar. Proteinlerin köpürme özellikleri marshmallow, kekler, çırpılmıĢ
kremalar gibi gıda maddeleri için önem taĢımaktadır (Kinsella, 1979). Bir molekülün iyi bir
köpürme ajanı olabilmesi için temel gereksinimler Ģu Ģekildedir: (i) köpürme süresince
hava/su ara yüzeyinde hızlı bir Ģekilde adsorblanmalı, (ii) hızlı yapısal değiĢikliğe uğrama ve
ara yüzeyde yeniden düzenlenme yeteneğine sahip olmalı, (iii) moleküller arası
interaksiyonlar yoluyla kohezif bir viskoelastik film oluĢturabilmeli (Makri ve ark., 2005).
Moleküler arası kohezyon ve elastikiyet stabil köpük oluĢumu için önemli iken ikincil ve
üçüncül yapılı esnek moleküller köpüklerin etkili bir Ģekilde oluĢumu için gerekli olmaktadır
(Kinsella, 1981; Damodaran, 1990).
Protein jelleri, protein zincirlerinin kısmi etkileĢimi sonucunda suyun hapsedildiği üç boyutlu
ağ yapısıdır. Proteinlerin jel oluĢturma yetenekleri salam, sosis gibi et ürünlerinde önem
taĢımaktadır (Kinsella, 1979). Jel, sıvı-katı arasında yer alan bir fazdır. Proteinlerin jel
oluĢturması yalnızca katı-viskoelastik jel oluĢumunda değil, aynı zamanda su tutma,
partiküllerin bağlanması, köpük stabilizasyonu gibi proseslerde de kullanılmaktadır. Belirli
koĢullar altında sıcaklık, enzim veya iki değerli katyonlarla ağ yapı oluĢumu sağlanabilir. Isıl
iĢlem etkisi ile oluĢan jelleĢmede protein çözeltisi (sol haldeki protein) önce ”projel” haline
dönüĢür. Projel viskoz bir sıvı olup bazı proteinlerde polimerizasyon görülür. Projel oluĢumu
tersinmez olup ardından ikinci basamak olan ağ yapının oluĢması gelir ve protein jelasyona
uğrar. Ağ yapı oluĢmasındaki interaksiyonlar öncelikle hidrojen bağları, hidrofobik ve
elektrostatik etkileĢimleri içermektedir (Saldamlı ve Temiz, 1998).
Mahlep çekirdeği içi proteinlerinin fonksiyonel özellikleri ile ilgili herhangi bir çalıĢmaya
ulaĢılamadığı için bu kısımda diğer kaynaklardan sağlanan protein ürünlerinin üzerinde
yapılan araĢtırmalardan bazılarının özetleri sunulmuĢtur.
Bezelyeden (Pisum sativum L. Var. Trapper) protein izolatı üretimi sonucunda yağsız bezelye
unundaki proteinlerin %65’i protein izolatında tutulmuĢtur. Elde edilen bezelye protein
izolatlarının özellikleri: %4,2 su, %90 protein, %4,4 yağ, %2,8 kül, L*: 62,8, a*: 5,0, b*: 22,1
Ģeklinde tespit edilmiĢtir. Elde edilen bezelye protein izolatlarının fonksiyonel özellikleri ise
Ģu Ģekilde bulunmuĢtur: Emülsifikasyon %38, yağ tutma kapasitesi %122, su tutma kapasitesi
%112, köpürme %143. Protein izolatının farklı pH değerlerindeki çözünürlük profili ise pH
3,0’te %56, pH 4,5’te %2, pH 7,0’de %87, pH 10,0’da %100 olarak gerçekleĢmiĢtir (Sumner
ve ark., 1980).
Yağsız Ģeftali çekirdeği ununun yağ tutma ve emülsiyon oluĢturma özelliklerinin iyi, ancak su
tutma ve köpürme özelliklerinin düĢük olduğu belirlenmiĢtir. Protein çözünürlülüğünün alkali
ve asidik pH değerlerinde yüksek, pH 4,3’te ise minimum düzeyde bulunduğu saptanmıĢtır
(Rahma ve Abd El Aal, 1988).
Fernandez-Quintela ve ark. (1997) tarafından yapılan çalıĢmada bezelye, bakla ve soya
fasulyesinden protein izolatları hazırlanmıĢtır. Baklagiller 10 saat su içerisinde bekletildikten
sonra kabukları elle soyulmuĢtur. Daha sonra örnekler 25ºC’de hava akımlı etüvde 1 gece
bekletilerek kurutulmuĢtur. Kabukları uzaklaĢtırılan ve öğütülen baklagillerin yağı
uzaklaĢtırılmıĢtır. Bu Ģekilde elde edilen unlar 1:5 (w/v) oranında suyla karıĢtırılarak
süspansiyon haline getirildikten sonra pH’sı 1 N NaOH ile 9,0’a ayarlanmıĢtır. Bu Ģartlar
altında 20 dakika oda sıcaklığında protein ekstraksiyonu gerçekleĢtirilen örneklerin
çözünmeyen kısımları santrifüj ile uzaklaĢtırılmıĢtır. Elde edilen sıvı fazın pH’sı 1 N HCl ile
4,0’e ayarlanarak 20 dakika oda sıcaklığında proteinlerin izoelektrik çöktürmesi
gerçekleĢtirilmiĢ ve proteinler santrifüj edilerek ayrılmıĢtır. Ayrılan kısım dondurarak
kurutulmuĢtur. Protein izolatlarının fonksiyonel özellikleri Ģu Ģekilde belirlenmiĢtir: Bezelye
protein izolatının su tutma kapasitesi 1,7 g su/g, yağ tutma kapasitesi 1,2 g yağ/g, köpürme
kapasitesi %15, köpük stabilitesi %94 ve minimum jel oluĢturan konsantrasyonu %18; bakla
protein izolatının su tutma kapasitesi 1,8 g su/g, yağ tutma kapasitesi 1,6 g yağ/g, köpürme
kapasitesi %15, köpük stabilitesi %77 ve minimum jel oluĢturan konsantrasyonu %14; soya
fasulyesi protein izolatının su tutma kapasitesi 1,3 g su/g, yağ tutma kapasitesi 1,1 g yağ/g,
köpürme kapasitesi %22, köpük stabilitesi %93 ve minimum jel oluĢturan konsantrasyonu
%16 olarak bulunmuĢtur. Baklagil protein izolatlarının izoelektrik noktası pH 4,0 olarak
bulunmuĢtur. Baklagil protein izolatlarının protein çözünürlüklerinin pH 4-6 arasında
minimuma indiği, alkali pH değerlerinde ise önemli ölçüde arttığı bulunmuĢtur.
Nohut unlarından pH 12,0’de (izolat A) ve pH 10,5’de kararmayı engellemek için Na2SO3
varlığında (izolat B) ekstrakte edilen proteinler izoelektrik çöktürme (pH 4,3) ile geri
kazanılmıĢtır. Ġzolat A elde edilirken prespitat su ile yıkanarak donuk kurutulmuĢtur. Ġzolat
B’de ise prespitat pH’sı 4,3 olan su, etanol ve aseton ile yıkanarak oda sıcaklığında
kurutulmuĢtur. Ġzolat B’nin hazırlanmasında pH değerinin düĢük olması ve sodyum sülfitin
proteinlerle reaksiyona girebilecek okside polifenollerin oluĢumunu engellemesi rengin daha
beyaz
olmasını
sağlamıĢtır.
Ġzoelektrik
çöktürme
ile
özellikle
albüminler
geri
kazanılamadığından örneklerdeki proteinlerin toplam geri kazanım oranları %65,9 (izolat A)
ve %62,1 (izolat B) Ģeklinde gerçekleĢmiĢtir. Ġzolat A ve izolat B’nin kimyasal bileĢimleri
sırası ile %3,3 ve %5,5 su, %2,9 ve %4,3 kül, %78 ve %88,1 protein, %3,5 ve %1,1 yağ,
%11,8 ve %3,3 karbonhidrat, <% 0,1 ve <%0,1 polifenol olarak bulunmuĢtur. Ġzolat B’de
etanol ve aseton yıkaması nedeniyle lipit ve karbonhidrat düzeyleri düĢük bulunmuĢtur. Buna
bağlı olarak da izolat B’nin protein içeriği (%88,1) daha yüksek çıkmıĢtır. Hekzan ile
ekstraksiyon nedeniyle yağsız unda (%1,5 yağ) ve protein izolatlarında bir miktar polar
karakterli yağ kalmıĢtır. Ġzolat A ve B’nin fonksiyonel özellikleri ise sırasıyla %26,6 ve
%46,3 çözünürlük (pH 7,0’de), %343,7 ve %199,5 su tutma kapasitesi, %409,4 ve %125,7
yağ tutma kapasitesi Ģeklinde bulunmuĢtur (Sanchez-Vioque ve ark., 1999).
Sze-Tao ve ark. (2000) tarafından badem içi üzerinde yapılan çalıĢmada, öğütülmüĢ bademin
yağı aseton ile uzaklaĢtırılmıĢ ve yağsız örnek -20°C’ de muhafaza edilmiĢtir.
YağsızlaĢtırılmıĢ örnekler pH’sı 8,1 olan tris-HCl tamponunda 1:10 oranında çözülmüĢtür.
Daha sonra 12 000 g’de 20 dakika süreyle 4°C’de santrifüj edilmiĢtir. Santrifüj edilen
örneklerin sıvı kısmı saf suya karĢı diyaliz edildikten sonra donuk kurutulmuĢ ve -20°C’de
muhafaza edilmiĢtir. Bu Ģekilde hazırlanan protein izolatının pH 5,0’de %1’lik
konsantrasyonda köpük kapasitesi %120, 30. dakikadaki köpük stabilitesi %98 (makaledeki
veriler kullanılarak hesaplanmıĢtır), yağ tutma kapasitesi 2,926 g yağ/g, emülsiyon aktivite
indeksi pH 5,0’de %0,1’lik konsantrasyonda 44,78 m2/g olarak belirlenmiĢtir.
Yağsız amaranth unundaki proteinlerin ekstraksiyonu pH 10,0’da gerçekleĢtirilmiĢtir.
Santrifüj sonrası sıvı kısım alındıktan sonra katı kısım tekrar ekstraksiyona tabi tutulmuĢtur.
Fakat çok az bir proteinin geri kazanılması ve sıvı fazın çok yükselmesinden dolayı ikinci
ekstraksiyon iĢlemi uygun bulunmamıĢtır. Ekstraksiyon sıvısındaki proteinler pH 4,6’da
çöktürülerek geri alınmıĢ ve sonra donuk kurutulmuĢtur. Bu proseste son ürünün protein
içeriği %32 olarak gerçekleĢmiĢtir. Ekstraksiyon sıvısının diyaliz edilmesi sonucunda ise
protein içeriği % 67 olan bir ürün elde edilmiĢtir. Ġzoelektrik çöktürme ve diyaliz iĢlemleri
uygulanarak elde edilen protein konsantrelerinin kimyasal bileĢimleri sırasıyla %0,5 ve %0,7
yağ, %56 ve %24,4 polisakkarit, %0,3 ve %0,4 kül, %7 ve %7,5 su olarak bulunmuĢtur.
Ġzoelektrik çöktürme ile hazırlanan örnekler baĢlıca globülin fraksiyonlarını içerirken albümin
fraksiyonlarını içermemektedir. Ayrıca yüksek miktarda polisakkarit içermektedir. Fakat
diyaliz metodu ile tüm protein fraksiyonları geri kazanılmıĢtır (Fidantsi ve Doxastakis, 2001).
Moure ve ark. (2001), yaptıkları çalıĢmada kuĢburnu (Rosa rubiginosa) çekirdeklerinden iki
farklı ekstraksiyon tekniği ile protein izolatı hazırlamıĢlardır. Su ile yapılan ekstraksiyonda
partikül boyutunun < 0,5 mm olması durumunda, protein %83,5, çözünür Ģeker %7,85, su
tutma kapasitesi 2,37 g/g, yağ tutma kapasitesi 11,06 g/g, minimum jel oluĢturan
konsantrasyon %8, köpük kapasitesi %56, emülsiyon aktivite ve stabilite indeksi (%0,1’lik
konsantrasyonda) sırasıyla %53,4 ve %58,4 bulunmuĢtur.
Webb ve ark. (2002), buğday protein izolatı (%88,4 protein), sodyum kazeinat (%92,3
protein), soya protein izolatı (%84,8 protein), peynir altı suyu protein izolatı (%93,4 protein)
ile hazırladıkları %3’lük protein dispersiyonlarının fonksiyonel özelliklerini incelemiĢlerdir.
Hazırlanan protein dispersiyonlarının pH değerleri sırasıyla 6,21, 6,68, 6,72 ve 6,00 olarak
ölçülmüĢtür. Örneklerin bu pH değerlerindeki çözünürlükleri ise sırasıyla %79,67, %86,67,
%60,67 ve %96,33 olarak gerçekleĢmiĢtir. Örneklerin diğer fonksiyonel özellikleri ise
sırasıyla %600,3, %6 877,3, %91 ve %1 662 overrun (%3’lük konsantrasyonda), 155,0, 82,0,
115,9, 57,0 m2/g emülsiyon aktivite indeksi (%3’lük konsantrasyonda), 294, 25, 52 ve 28 saat
emülsiyon stabilite indeksi (%3’lük konsantrasyonda) olarak bulunmuĢtur.
Mucuna fasulyesinden (Mucuna pruriens) hazırlanan protein konsantresinin protein içeriği
%78,3 olarak bulunmuĢtur. Protein konsantrelerinin minimum çözünürlüğü %19,4 değeri ile
pH 4,0’te, maksimum çözünürlülüğü ise %96 ile pH 12,0’de gerçekleĢmiĢtir. Köpük
kapasitesinin konsantrasyona bağlı olduğu; %10 (w/v)’luk konsantrasyonda %94 ve %2
(w/v)’lik konsantrasyonda ise %58’lik bir değer aldığı gözlenmiĢtir. Protein konsantresinin
minimum jel oluĢturan konsantrasyon (MJOK) değeri %8 (w/v) ile pH 4,0’te tespit edilmiĢtir.
En yüksek MJOK değeri % 16 (w/v) ile pH 2,0’de sağlanmıĢtır. Örneklerin pH 7,0 ve
8,0’deki MJOK değerleri ise % 12 (w/v) olarak saptanmıĢtır (Adebowale ve Lawal, 2003).
Arpa protein konsantrelerinin hazırlanması ile ilgili bir çalıĢmada; iki farklı arpa örneğinden
(Bülbül, Tokak), proteinlerin pH 11,2’de ekstraksiyonu ve pH 5,4’te izoelektrik çökmesi
sağlanmıĢtır. Daha sonra çöken proteinler santrifüj (3 300 x g, 15 dakika) edilmiĢtir. Protein
çökeltisi donuk kurutularak arpa protein konsantresi üretilmiĢtir. Bülbül ve Tokak protein
konsantrelerinin protein içerikleri sırasıyla % 75,9 ve % 77,2 bulunmuĢtur (Bilgi ve Çelik,
2004).
Baklagiller üzerinde yapılan bir çalıĢmada, öğütülmüĢ örneklerden yağın uzaklaĢtırılmasında
petrol eter (1:3 oranında) kullanılmıĢtır. Örneklerdeki proteinler pH 9,5’da ekstrakte edilmiĢ
ve pH 4,5’te izoelektrik çöktürme yoluyla geri kazanılmıĢtır. Albüminlerin izoelektrik noktası
daha yüksek (pI 6,5) olduğundan sıvı faz ile birlikte uzaklaĢtırılmıĢtır. Yapılan bu çalıĢmada
izoelektrik çöktürme ile hazırlanan izolatlar yalnızca globülinleri içerdiğinden geri kazanım
oranı ultrafiltrasyon tekniğine göre daha düĢük gerçekleĢmiĢtir (Makri ve ark., 2005).
Keten tohumu üzerinde yapılan bir araĢtırmada, öğütülen tohumlar 50ºC’de kurutma iĢlemine
tabi tutulmuĢtur. Daha sonra yağ içeriği %2’den daha az olana kadar hekzan ile ekstraksiyon
gerçekleĢtirilmiĢtir. Protein konsantresi üretiminde kullanılan yağsız unun protein içeriği %36
olarak bulunmuĢtur. Örneklerdeki proteinler alkali (pH 9-11) koĢullarda ekstrakte edildikten
sonra pH 4,2-4,8 aralığında izoelektrik çöktürmeye tabi tutulmuĢtur. Ekstraksiyonun pH
11’de ve çöktürmenin ise pH 4,8’de yapılması ile hazırlanan protein konsantresinde geri
kazanım oranı %26,5 bulunmuĢtur. Bu Ģekilde hazırlanan konsantrenin kimyasal bileĢimi
%2,56 yağ, %6,62 kül, %2,44 çözünmez lif, %15,79 çözünür lif, %6,59 Ģeker ve %66,03
protein olarak saptanmıĢtır. Konsantrenin su ve yağ tutma kapasitesi sırasıyla 2,7 g/g
(%253,5) ve 1,18 g/g (%150,25) olarak bulunmuĢtur. Köpük kapasitesi pH 6,0’da minimum
(%12) değeri alırken aynı pH’daki köpük stabilitesi %83,3 ile en yüksek değere ulaĢmıĢtır
(Martinez-Flores ve ark., 2005).
Subagio (2006) yaptığı çalıĢmada, sümbül fasulyesinden (Lablab purpureus L.) hazırladığı
protein izolatının kimyasal bileĢimini %89,8 kurumaddede protein, %2,15 yağ, %2,97 kül ve
%4,60 niĢasta olarak bulmuĢtur. Protein izolatı hazırlanmasının son aĢamasında, çökeltinin
%70’lik etanol ile yıkama iĢlemine tabi tutulması, elde edilen protein izolatının diğer
bileĢenlerden (lipitlerin ve Ģekerlerin) arındırılmasında etkili olduğu belirlenmiĢtir. Protein
izolatı üretiminde toplam protein geri kazanım oranı %37-40 arasında gerçekleĢmiĢtir. DüĢük
geri kazanım değerinin, proteinin diğer bileĢenlerle kompleks oluĢturmasından ve ayrıca
izoelektrik presipitasyon aĢamasında,
ekstrakte olmuĢ proteinlerin %50’sinin geri
kazanılamamıĢ olmasından kaynaklanabileceği bildirilmiĢtir. Ekstrakte olmuĢ proteinlerin
%50’sinin izoelektrik presipitasyonla kaybolmasının sebebi, ekstraksiyon aĢamasındaki
bekletme uygulaması sırasında proteinlerin hidrolize uğramasıdır. Ġzolatın renk değerleri L*:
90,32, a*: 1,76, b*: 3,36 olarak bulunmuĢtur. Ġzolatın beyazlığını bozan tohumdaki
pigmentler hazırlama sürecinde elemine edilebilir veya Maillard reaksiyonuna yol açarak
kahverengi renge neden olan Ģekerler uzaklaĢtırılabilir. Protein izolatının fonksiyonel
özellikleri Ģu Ģekilde bulunmuĢtur: Köpük stabilitesi 2,3 dakika, yağ tutma kapasitesi %254,
su tutma kapasitesi %321, emülsiyon aktivite ve stabilite indeksi (%0,1’lik konsantrasyonda)
sırasıyla 534 m2/g ve 2,7 saat.
Kaur ve Singh (2007), damıtık suda farklı yağsız nohut unlarından (%5 w/v) alkali Ģartlarda
ekstrakte ettikleri proteinleri, pH 4,5’de çöktürerek nohut protein izolatları elde etmiĢlerdir.
Bu yöntemde verimi arttırmak için ekstraksiyon 2 kez tekrarlanmıĢ ve elde edilen çökeltiler
yıkanarak
kurutulmuĢtur.
Hekzan
ile
yapılan
ekstraksiyonda
lipitlerin
tamamı
uzaklaĢtırılamadığı için nohut unlarında %0,53-1,21 oranlarında yağ bulunmuĢtur. Protein
izolatlarının kimyasal bileĢiminde %1,04-0,82 kül, %0,49-0,98 yağ ve %89,9-94,36 aralığında
protein bulunduğu saptanmıĢtır. Renk değerleri L*: 58,63-61,33, a*: 1,88-2,21, b*: 22,4624,95 olarak bulunmuĢtur. Nohut protein izolatlarının su tutma kapasiteleri 2,34-3,5 g/g, yağ
tutma kapasiteleri 2,08-3,96 g/g, minimum jel oluĢturan konsantrasyon değerleri %14-18,
köpük oluĢturma kapasiteleri (%3’lük konsantrasyonda) %30,4-44,3 ve köpük stabiliteleri
(120. dakikadaki) %94,7 olarak saptanmıĢtır.
Cheng ve ark. (2009) çin çileği çekirdeğinden protein izolatı üretmek ve izolatın fonksiyonel
özelliklerini belirlemek amacıyla gerçekleĢtirdikleri çalıĢmada, çekirdek içini öğütüp hekzan
kullanarak Soxhlet düzeneğinde 9 saat süreyle yağını uzaklaĢtırmıĢlardır. Oda sıcaklığında
kuruması sağlandıktan sonra tekrar öğütülüp 80 mesh’lik (0,178 mm gözenek boyutlu)
elekten geçirilmiĢtir. Daha sonra yağsız un siyah polietilen torbada paketlenmiĢ ve 4°C’de
muhafaza edilmiĢtir. Yağsız çin çileği çekirdeği ununun %5 (w/v)’lik çözeltisi hazırlanmıĢ ve
1 N NaOH ile çözeltinin pH değeri 10,0’a ayarlanmıĢtır. 30°C’de 1 saat süreyle
karıĢtırıldıktan sonra 5 000 x g’de 20 dakika boyunca santrifüj edilmiĢtir. Kalıntı kısmına aynı
iĢlemler uygulanarak ekstraksiyon iki kez daha tekrarlanmıĢtır. Üç ekstraksiyon sonunda elde
edilen çözeltiler karıĢtırılıp pH değeri 1N HCl ile 4,0’e ayarlanmıĢtır. 5 000 x g’de 20 dakika
süreyle santrifüj edilmiĢ ve çökelti kısmı donuk kurutulmuĢtur. Elde edilen protein izolatının
bileĢimi ve fonksiyonel özellikleri belirlenmiĢtir. Ġzolatın kurumaddesinde %91,6 protein,
%0,8 yağ ve %1,25 kül bulunduğu saptanmıĢtır. Minimum (%4,3) ve maksimum (%94,0)
azot çözünürlülüğü sırasıyla pH 4,0 ve 12,0’de gözlenmiĢtir. Protein izolatının pH 6,0’daki
köpük
kapasitesi
(%2’lik
konsantrasyonda)
konsantrasyonda) %56,0, emülsiyon kapasitesi
%47,4,
köpük
stabilitesi
(%2’lik
(%2’lik konsantrasyonda) %48,7 ve
emülsiyon stabilitesi (%2’lik konsantrasyonda) %84,0 olarak bulunmuĢtur. Minimum jel
oluĢturan protein izolatı konsantrasyonu pH 6,0’da %12 (w/v) olarak belirlenmiĢtir. Ġzolatın
su tutma kapasitesi 2,2±0,1 g/g, yağ tutma kapasitesi ise 1,8±0,2 g/g Ģeklinde saptanmıĢtır.
Yerfıstığı protein konsantresi üretiminde değiĢik yöntemlerin incelendiği bir çalıĢmada
izoelektrik presipitasyon tekniği kullanılarak elde edilen protein konsantresinin fonksiyonel
özellikleri Ģu Ģekilde bulunmuĢtur: Minimum protein çözünürlüğü (1/100) yaklaĢık %10 ile
pH 4,5-5,0 aralığında saptanmıĢtır. Yağ ve su tutma kapasiteleri sırasıyla 2,0 mL yağ/g ve
1,15 g su/g, pH 6,0’daki emülsiyon stabilite indeksi (%0,5’lik konsantrasyonda) 19,18 dakika
ve pH 7,4’deki köpük kapasitesi (%1’lik konsantrasyonda) %50 olarak belirlenmiĢtir (Wu ve
ark., 2009).
Kaju fıstığından üretilen protein konsantresinin fonksiyonel niteliklerini inceleyen Ogunwolu
ve ark. (2009), su tutma kapasitesini 1,74 mL su/g, yağ tutma kapasitesini 3,32 mL yağ/g,
köpük kapasitesini (%0,1’lik konsantrasyonda) %40, köpük stabilitesini (%0,1’lik
konsantrasyonda) %55, minimum jel oluĢturan konsantrasyonu %10 ve minimum protein
çözünürlüğünü (%1’lik konsantrasyonda) pH 4,0’te %10 olarak belirlemiĢlerdir.
Kanola ile aynı familyada yer alan Lesquerella fendleri bitkisi tohumlarından elde edilen ısıl
iĢlem uygulanmamıĢ yağsız unun fonksiyonel özellikleri Hojilla-Evangelista ve Evangelista
(2009) tarafından incelenmiĢtir. Minimum protein çözünürlülüğü (%1’lik konsantrasyonda)
pH 5,5-7,0 aralığında %25 olarak belirlenmiĢtir. pH 7,0’deki emülsiyon aktivite indeksi
(0,1’lik konsantrasyonda) 93,4 m2/g, emülsiyon stabilite indeksi (0,1’lik konsantrasyonda)
25,1 dakika ve su tutma kapasitesi 8,05 g su/g olarak belirlenmiĢtir.
Sharma ve ark. (2010) kayısı çekirdeğinden ürettikleri protein konsantresinin ortalama %68,8
protein, %9,1 su, %6,4 yağ, %0,8 kül, %2,2 lif ve %12,7 toplam karbonhidrat içerdiğini tespit
etmiĢlerdir. Kayısı çekirdeği protein konsantresinin su tutma kapasitesi 1,4 g su/g, yağ tutma
kapasitesi 1,4 g yağ/g ve köpük kapasitesi %21 olarak belirlenmiĢtir.
Gedik (2011) tarafından yapılan çalıĢmada, viĢne çekirdeği içi proteinleri pH 10,0’da
ekstrakte edilip pH 4,5’te çöktürülerek protein konsantresi hazırlanmıĢtır. Protein konsantresi
%95,97±0,16 kurumadde, %3,31±0,17 kül, %2,94±0,36 karbonhidrat, %1,93±0,16, yağ ve
%80,48±2,38 protein içermiĢtir. Su tutma kapasitesi, yağ tutma kapasitesi ve minimum jel
oluĢturan konsantrasyonu sırasıyla %242±0,09, %173±0,17 ve %8 olarak bulunmuĢtur.
Maksimum çözünürlük pH 12,0 (%92,96±1,66) ve minimum çözünürlük ise pH 5,0’te
(%12,41±1,23) gözlenmiĢtir. Emülsiyon aktivite indeksi 38,91±2,50 m2/g, emülsiyon stabilite
indeksi ise 37,49±2,41 dakika olarak belirlenmiĢtir. Protein konsantresinin köpük kapasitesi
%35,00±3,54 ve köpük stabilitesi ise %71,80±7,25 (30 dakika sonra) olarak saptanmıĢtır.
Sodyum dodesil sülfat poliakrilamid jel elektroforezi yağsız viĢne çekirdeği içi unundaki
protein fraksiyonlarının hemen hemen tamamının protein konsantresinde tutulduğunu
göstermiĢtir.
3. MATERYAL ve YÖNTEM
3.1. Materyal
AraĢtırma 2010-2011 yılları arasında GaziosmanpaĢa Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa
Bilimleri Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümünde yürütülmüĢtür. AraĢtırmada kullanılan
mahlep çekirdeği içleri Tokat’ın Niksar ilçesinde bulunan ticari bir iĢletmeden temin
edilmiĢtir. Örnekler kullanılıncaya kadar plastik torbalarda 4ºC’de muhafaza edilmiĢtir.
3.2. Yöntem
3.2.1. Mahlep Çekirdeği İçinden Yağın Uzaklaştırılması
Mahlep çekirdek içleri kahve değirmeni (Bosch MKM 600, Munich, Almanya) aracılığı ile
parçalanarak un haline getirilmiĢtir. Öğütülen örnekler, hekzan ilavesinden (1:6 oranında)
sonra oda sıcaklığında (22-24ºC) bir saat manyetik karıĢtırıcı ile karıĢtırılmıĢtır. Süre sonunda
karıĢım kaba filtre kağıdından süzülerek hekzan ayrılmıĢtır. Bu iĢlem en az dört kez
tekrarlanarak yağın uzaklaĢması sağlanmıĢtır. Hekzanın tamamen uzaklaĢması için bir gece
çeker ocak içerisinde bekletilen örnekler sızdırmaz Ģekilde kapanabilen cam kavanozlara
aktarılmıĢ ve kullanılıncaya kadar oda sıcaklığında muhafaza edilmiĢtir.
3.2.2. Mahlep Çekirdeği İçi Protein Konsantresinin (MÇİPK) Hazırlanması
Yağı alınmıĢ mahlep çekirdeği içi örneklerinden proteinlerin izole edilmesinde, katı/sıvı oranı
1:20 Ģeklinde kullanılmıĢtır. Saf su içerisinde dispers edilen yağsız unun pH değeri dijital pH
metre (inoLab WTW pH 720, Weilheim, Almanya) yardımıyla 2 N NaOH kullanılarak
10,0’a ayarlanmıĢtır. Daha sonra karıĢım 150 dakika süreyle manyetik karıĢtırıcıda (Heidolph
MR 3001, Schwabach, Almanya) karıĢtırılmıĢtır. Bu süre içerisinde karıĢımın pH değeri her
30 dakikada bir kontrol edilerek sabit tutulmuĢtur. KarıĢım 3 000 x g’de 15 dakika santrifüj
edilerek çökelti uzaklaĢtırılmıĢtır. Elde edilen sıvı kısmın pH’sı 2 N HCl ile 4,5’e
ayarlandıktan sonra 15 dakika dinlendirilmiĢtir. KarıĢım 4 000 x g’de 10 dakika santrifüj
edilerek çökelti kısmı toplanmıĢ ve bir miktar saf su ile dispers edilerek pH değeri 7,0’ye
ayarlanmıĢtır. Bu Ģekilde elde edilen ekstrakt 50ºC’lik hava akımlı etüvde (Memmert 100800, Schwabach, Almanya) 12-18 saat süreyle kurutulmuĢ ve kullanılıncaya kadar -18ºC’de
depolanmıĢtır.
3.2.3. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Fiziksel ve Kimyasal Nitelikleri
3.2.3.1. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Kurumadde Analizleri
ÖğütülmüĢ yağlı mahlep çekirdeği içi, yağsız mahlep çekirdeği içi ve protein konsantresinin
kurumadde oranları gravimetrik yöntemle belirlenmiĢtir (AOAC, 1997). Darası alınmıĢ
paslanmaz çelik kaplara (G2) yaklaĢık ikiĢer gram örnek (G1) tartılarak 105±2ºC’lik hava
akımlı etüvde (Memmert 100-800, Schwabach, Almanya) 4 saat bekletilmiĢtir. Bu süre
sonunda kaplar desikatöre alınıp 1 saat süre ile soğuması sağlandıktan sonra ağırlıkları (G3)
belirlenmiĢtir. Bu iĢleme sabit tartım elde edilinceye kadar devam edilerek yüzde (%)
kurumadde miktarları aĢağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıĢtır.
% Kurumadde = [(G3 - G2) / G1] x 100
3.2.3.2. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Yağ Analizleri
ÖğütülmüĢ yağlı mahlep çekirdeği içi, yağsız mahlep çekirdeği içi ve protein konsantresinin
yağ miktarının belirlenmesi için 1-2 gram örnek (G3) darası alınmıĢ kartuĢlar içerisine
tartılarak ağız kısımları yapıĢtırılmıĢtır. KartuĢ içeriği ile birlikte 105±2 ºC’lik etüvde
kurutulduktan sonra toplam ağırlık (G2) kaydedilmiĢtir. Kurutulan örnekler, yağ ekstraksiyon
cihazının (Ankom XT10 Extractor, NJ, Amerika BirleĢik Devletleri) haznesine konularak
dietil eter ile 95ºC’de 60-90 dakika süre ile ekstraksiyona bırakılmıĢtır. Ekstraksiyonu
tamamlanan örnekler tekrar etüve alınarak 105±2ºC’de kalıntı çözücüden arındırılmıĢtır.
Etüvden alınan örnekler desikatörde soğutulduktan sonra tartılıp (G1) aĢağıdaki formül ile
yüzde (%) yağ miktarları hesaplanmıĢtır.
% Yağ = [(G2-G1) / G3] x 100
3.2.3.3. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Toplam Karbonhidrat Analizleri
Örneklerin toplam karbonhidrat içerikleri, fenol sülfürik asit metoduna göre belirlenmiĢtir.
Örneklerden 75 mg alınıp üzerine 5 mL HCl (2,5 N’lik) ilave edildikten sonra vortex (Velp
Scientifica ZX3, Usmate, Ġtalya) ile 10 saniye karıĢtırılmıĢtır. KarıĢtırılan örnekler 95ºC’lik su
banyosunda 3 saat süreyle (Memmert WB 22, Schutzart, Almanya) hidrolizasyona
bırakılmıĢtır. Su banyosundan alınan örnekler 5 dakika içerisinde 1ºC’ye soğutulmuĢtur.
Soğutulan örnekler üzerine 750 μL NaOH (%40 w/w) eklenip vortex ile 5 defa onar saniye
süreyle karıĢtırılmıĢ ve hacimleri saf su ile 250 mL’ye tamamlanmıĢtır. Bu Ģekilde hazırlanan
örneklerden bir tüp içerisine 600 μL alınmıĢ ve üzerine 600 μL fenol (%5 w/w) ilave
edildikten sonra vortex ile 30 saniye karıĢtırılmıĢtır. KarıĢım üzerine 3,0 mL konsantre
sülfürik asit (H2SO4) eklenerek tekrar 30 saniye karıĢtırılmıĢtır. KarıĢtırılan örnekler 80ºC’de
30 dakika ısıtılmıĢ ve musluk suyuyla soğutulduktan sonra spektrofotometre (Perkin Elmer
UV/Vis spectrometer, Lambda EZ 201, CA, Amerika BirleĢik Devletleri) ile 490 nm’deki
absorbans değerleri okunmuĢtur. Standart kurvenin çizilmesinde farklı konsantrasyonlarda
glikoz içeren çözeltiler (0-100 μg/mL) kullanılmıĢtır (Geater ve Fehr, 2000).
3.2.3.4. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Protein Analizleri
Azot içeriklerinin belirlenmesinde Mikro Kjeldahl yöntemi kullanılmıĢtır (AOAC, 1997).
Kjeldahl tüplerine 50-200 mg örnek tartılmıĢ ve üzerine 2 g K2SO4, 150 μL %5’lik CuSO4 ve
5 mL konsantre H2SO4 ilave edildikten sonra yaĢ yakma iĢlemine maruz bırakılmıĢtır.
Örnekler Kjeldahl yakma ünitesinde (Gerhardt KB8, Königswinter, Almanya) yaklaĢık 2-4
saat süreyle 400ºC’de berraklaĢıncaya kadar yakılmıĢtır. Yakılan örnekler soğuduktan sonra
üzerine 20 mL saf su ilave edilip destilasyon ünitesine yerleĢtirilmiĢtir. Destilasyon ünitesinde
örnek üzerine 15-20 mL %40’lık (w/w) NaOH ilave edilmiĢ ve destilatın 25 mL %4’lük borik
asit çözeltisi içerisinde toplanması sağlanmıĢtır. Destilasyon sonrası borik asit içerisinde
toplanan destilat 0,0200 N HCl ile titre edilerek aĢağıda verilen formül yardımıyla %azot
değerleri bulunmuĢtur. Azot oranlarının 6,25 faktörü ile çarpılması ile de örneklerin protein
içerikleri hesaplanmıĢtır.
(V1 - V0) x 0,014 x N
% Azot =
x 100
Örnek miktarı (g)
V1:
V0:
N:
Titrasyonda örnek için harcanan HCl miktarı (mL)
ġahit için harcanan HCl miktarı (mL)
Titrasyonda kullanılan HCl’in normalitesi
3.2.3.5. Mahlep Çekirdeği İçi Protein Konsantresinin Kül Analizi
Kül miktarının belirlenmesi AOAC (1997)’de belirtilen Ģekilde örneklerin kül fırınında
(Protherm PLF 115 M, Ankara, Türkiye) yakılmasıyla gerçekleĢtirilmiĢtir. Darası alınmıĢ
porselen kroze içerisine (G2) 1-3 gram örnek (G1) tartılmıĢ ve krozeler, suyu uzaklaĢtırmak
için çeker ocağın içinde, elektrikli ısıtıcı üzerinde 30 dakika ön yakma iĢlemine maruz
bırakılmıĢtır. Sonra örnekler kül fırınına alınarak sıcaklık kademeli bir Ģekilde 550±15ºC’ye
çıkartılmıĢtır. Bu sıcaklıkta beyaz renkte kül elde edilinceye kadar (yaklaĢık 8 saat)
yakılmıĢtır. Yakılan örnekler desikatöre alınarak soğutulmuĢ ve sonra tartılarak ağırlıkları
(G3) kaydedilmiĢtir. Yüzde kül oranları aĢağıdaki formüle göre hesaplanmıĢtır.
% Kül = [(G3 - G2) / G1] x 100
3.2.3.6. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Renk Değerlerinin Ölçümü
Örneklerin L* (açıklık-koyuluk), a* (kırmızı-yeĢil) ve b* (sarı-mavi) değerleri (Hunter
sistemi) kolorimetre (Minolta, CR-300, NJ, Amerika BirleĢik Devletleri) kullanılarak
ölçülmüĢtür. Renk ölçüm cihazının kalibrasyonu standart beyaz plaka konularak yapılmıĢtır
(L*: 96,97, a*: 0,16, b*: 1,86). Cam petri içerisine 1 cm kalınlığında örnek yayılmıĢ ve üç
farklı noktadan yapılan ölçümlerin ortalaması kullanılmıĢtır (Singh ve ark., 2005). Ayrıca
yağlı mahlep çekirdeği içine göre toplam renk değiĢimi (ΔE*) aĢağıdaki eĢitlik kullanılarak
hesaplanmıĢtır.
ΔE*= [(L* - L0)2 +(a* - a0)2 +(b* - b0)2]1/2
L0: Yağlı mahlep çekirdeği içinin L* değeri
a0: Yağlı mahlep çekirdeği içinin a* değeri
b0: Yağlı mahlep çekirdeği içinin b* değeri
3.2.3.7. Yağsız Mahlep Çekirdeği İçi ve Mahlep Çekirdeği İçi Protein Konsantresinin
SDS-PAGE ile İncelenmesi
Örneklerdeki proteinlerin moleküler ağırlık profilleri Laemmli (1970) metoduna göre SDSPAGE kullanılarak belirlenmiĢtir. Örnekler 2 mL örnek tamponunda [3,8 mL saf su, 1 mL 0,5
M Tris-HCl pH 6,8 tamponu, 0,80 mL gliserol, 1,6 mL %10’luk (w/v) SDS, 0,8 mL 2-βmerkaptaetanol, 0,4 mL %0,05 (w/v) bromfenol mavisi] 2 saat süre ile karıĢtırılarak
çözündürülmüĢtür. Daha sonra örnekler 95ºC’lik su banyosunda 5 dakika süreyle ısıtılmıĢtır.
Örnek tamponundaki protein konsantrasyonu 5 mg protein/mL olacak Ģekilde ayarlanmıĢtır.
Katı parçacık içeren örneklerden santrifüj edildikten sonra 10 µL (0,05 mg protein) alınıp jele
yüklenmiĢtir. Ayırma ve yığın jelinin akrilamid konsantrasyonu sırasıyla %12 (11,73 mL su,
8,75 mL 1,5 M Tris-HCl pH 8,8 tamponu, 0,35 mL %10’luk (w/v) SDS, 14 mL %30’luk
akrilamid/Bis (30 g akrilamid + 0,8 g bis/100 mL), 175 µL %10’luk amonyum persülfat ve
17,5 µL TEMED) ve %4 (6,1 mL su, 2,5 mL 0,5 M Tris-HCl pH 6,8 tamponu, 100 µL
%10’luk (w/v) SDS, 1,3 mL %30’luk akrilamid/Bis, 50 µL %10’luk amonyum persülfat ve
10 µL TEMED) olacak Ģekilde 1 mm kalınlığında dökülmüĢtür. Elektroforez için pH 8,3, 5X
elektrot tamponu (37,5 g tris, 180 g glisin, 12,5 g SDS saf su içerisinde çözündürülüp hacim
2,5 L’ye tamamlanmıĢtır) hazırlanarak kullanım esnasında 1:4 oranında saf su ile
seyreltilmiĢtir. Elektroforezde örnekler 25 mA (yığma jeli) ve 35 mA (ayırma jeli) sabit
akımında (Consort 1200V-500 mA E815, Turnhout, Belçika) yaklaĢık 5 saat süreyle
yürütülmüĢtür. Elektroforez jelindeki proteinler Commassie brilliant blue G250 (%0,1
Commassie brilliant blue G250, %40 metanol, %10 asetik asit, %50 su) ile boyanmıĢ ve
%10’luk asetik asit ile boya uzaklaĢtırma iĢlemi gerçekleĢtirilmiĢtir. Moleküler ağırlık
standardı olarak (Sigma katalog numarası S8445, MO, Amerika BirleĢik Devletleri) miyosin
(200 000 Da) beta galaktozidaz (116 000 Da), fosforilaz b (97 000 Da), bovin serum albümini
(66 000 Da), glutamik dehidrogenaz (55 000 Da), ovalbumin (45 000 Da), gliseraldehit-3fosfat dehidrogenaz (36 000 Da), karbonik anhidraz (29 000 Da), tripsinojen (24 000 Da),
tripsin inhibitörü (20 000 Da), α-laktalbumin (14 200 Da) ve aprotinin (6 500 Da)
kullanılmıĢtır.
3.2.4. Mahlep Çekirdeği İçi Protein Konsantresinin Fonksiyonel Özelliklerinin
Belirlenmesi
3.2.4.1. Protein Çözünürlüğünün Belirlenmesi
Örneklerdeki proteinlerin çözünürlük profilleri Beuchat ve ark. (1975) tarafından belirtilen
yönteme göre saptanmıĢtır. %5 (w/v)’lik protein dispersiyonları hazırlanarak pH değerleri
1,0-12,0 aralığında olacak Ģekilde ayarlanmıĢtır (1 N NaOH veya 1 N HCl kullanılarak). pH
değerleri kontrol edilerek oda sıcaklığında 90 dakika süreyle karıĢtırıldıktan sonra 4 000 x
g’de 30 dakika süreyle santrifüj edilmiĢtir. Sıvı fazın protein içeriği mikro Kjeldahl yöntemi
(AOAC, 1997) ile belirlenerek çözünürlük aĢağıdaki formül yardımıyla hesaplanmıĢtır.
SP
Protein Çözünürlüğü (%) = ——— X 100
TP
SP:
Sıvı fazdaki çözünür protein oranı (g/100 mL)
TP:
BaĢlangıç protein oranı (g/100 mL)
3.2.4.2. Su ve Yağ Tutma Kapasitesinin Belirlenmesi
Protein örneklerinin su ve yağ tutma kapasiteleri Naczk ve ark. (1985) tarafından bildirilen
yönteme göre saptanmıĢtır. Su tutma kapasitesi için 0,5 g örnek üzerine 4 mL saf su ilave
edilmiĢtir (pH 6,7). Hazırlanan karıĢımlar toplam 70 dakika süre ile her 10 dakikada bir 30
saniye baget yardımıyla karıĢtırılmıĢtır. Bu iĢlem sonunda örnekler 25ºC ve 2 000 x g’de 15
dakika süreyle santrifüj edilmiĢtir. Santrifüj edilen örneklerin sıvı fazı uzaklaĢtırıldıktan sonra
tüplerin ağız kısmı zeminle 45’lik açı oluĢturacak Ģekilde yerleĢtirilerek 10 dakika boyunca
sıvı fazın süzülmesi sağlanmıĢtır. Sıvı fazdan arındırılmıĢ olan katı kısım tartılarak ağırlık
artıĢı belirlenmiĢtir. Sonuçlar g su/g örnek veya örnek ağırlığındaki artıĢ yüzde olarak ifade
edilmiĢtir.
Yağ tutma kapasitesinin belirlenmesinde ise 0,5 g örnek üzerine 3 mL ticari ayçiçeği yağı
(Ona) ilave edilmiĢtir. Hazırlanan karıĢım toplam 30 dakika süre ile her 5 dakikada bir 30
saniye baget kullanılarak karıĢtırılmıĢtır. KarıĢtırılan örnekler 25ºC’de 1 600 x g’de 25 dakika
süreyle santrifüj edilmiĢtir. Santrifüj edilen örneklerin sıvı fazı uzaklaĢtırıldıktan sonra tüpler
ters çevrilerek 5 dakika boyunca sıvı fazın süzülmesi sağlanmıĢtır. Sıvı fazdan arındırılmıĢ
olan katı kısım tartılarak ağırlık artıĢı belirlenmiĢtir. Referans olarak sodyum kazeinat
kullanılmıĢtır. Sonuçlar g yağ/g örnek veya örnek ağırlığındaki artıĢ yüzde olarak ifade
edilmiĢtir.
3.2.4.3. Köpük Kapasitesi ve Stabilitesinin Belirlenmesi
Örneklerin oluĢturduğu köpüklerin kapasitesi ve stabilitesi çırpma yöntemiyle belirlenmiĢtir.
0,5 g örnek üzerine saf su ilave edilerek hacmi 40 mL’ye tamamlanmıĢtır (%1,25 w/v).
Hazırlanan dispersiyon (pH 7,0) homojenizatör (Ultra Turrax, T18 basic, IKA-Werke GmbH
& Co. KG, Staufen, Almanya) ile 20 000 devir/dakika’da 2 dakika süreyle karıĢtırılarak
köpük oluĢumu sağlanmıĢtır. Örnekler bekletilmeden 100 mL’lik silindire alınıp toplam
hacim ve sıvı fazın hacmi kaydedilmiĢtir. Örneklerin köpük kapasiteleri aĢağıdaki formülle
hesaplanmıĢtır (Moure ve ark., 2001).
V1 – V2
Köpük Kapasitesi (%) =
V1:
V2:
x 100
V2
Homejenizasyon sonrası toplam hacim
Homojenizasyon öncesi toplam hacim
Örneklerin köpük stabilitesi ise 0, 10, 30, 60, 90 ve 120 dakika zaman aralıklarında köpük
hacmindeki değiĢim ölçülerek aĢağıdaki eĢitlik ile hesaplanmıĢtır (Moure ve ark., 2001).
Vt
Köpük Stabilitesi (%) =
x 100
Vt:
t zamanındaki köpük hacmi
Vk
Vk:
Homojenizasyon sonrası 0. dakikadaki köpük hacmi
3.2.4.4. Emülsiyon Aktivite İndeksi (EAİ) ve Emülsiyon Stabilite İndeksinin (ESİ)
Belirlenmesi
Örneklerin EAĠ ve ESĠ değerleri Pearce ve Kinsella (1978) tarafından belirtilen metoda göre
saptanmıĢtır. %0,1 (w/v)’lik 20 mL protein dispersiyonu (pH 7,0) ve 6,6 mL ayçiçeği yağı
(Ona) emülsiyon oluĢturmak amacıyla homojenizatör (Ultra Turrax, T18 basic, IKA-Werke
GmbH & Co. KG, Staufen, Almanya) ile 20 000 devir/dakikada 1 dakika süreyle homojenize
edilmiĢtir. Emülsiyonun alt kısmından (sıvı faz) alınan 50 μL örnek 5 mL’ye %0,1’lik (w/v)
sodyum dedosil sülfat (SDS) ile seyreltilmiĢtir (1:100 dilisyon). KarıĢımın 500 nm’deki
absorbansı okunmuĢ (0. dakikadaki) ve bu absorbans değeri kullanılarak aĢağıdaki formül
yardımıyla EAĠ değeri hesaplanmıĢtır.
2 x 2,303 x A0 x N
2
EAĠ (m /g) =
c x φ x 10000
A0:
N:
c:
φ:
0. dakikadaki absorbans
Seyreltme faktörü (100)
Protein dispersiyonun protein konsantrasyonu (0,001 g/ml)
Yağın hacimsel fraksiyonu (6,6/26,6 = 0,248)
Örneklerin ESĠ değerleri, emülsiyonun 10 dakika bekletilmesinden sonra alt kısmından (sıvı
faz) alınan 50 μL örneğin 5 mL’ye %0,1’lik (w/v) SDS ile seyreltilmesi ve absorbansının 500
nm’de okunması (10. dakikadaki) sonucunda elde edilen verilerden aĢağıdaki formül
yardımıyla hesaplanmıĢtır.
A0 x t
ESĠ =
A0-A10
ESĠ:
A0 :
A10:
t:
Dakika
0. dakikadaki absorbans
Homojenizasyon iĢleminden 10 dakika sonra okunan absorbans
Emülsiyonun bekleme süresi (10 dakika)
3.2.4.5. Minimum Jel Oluşturan Konsantrasyonun (MJOK) Belirlenmesi
Örneklerin jelleĢme özellikleri Coffmann ve Garcia (1977) tarafından belirtilen yönteme göre
ölçülmüĢtür. Sonuçlar minimum jel oluĢturan konsantrasyon olarak ifade edilmiĢtir. 2-14
g/100 mL konsantrasyon aralığında tüplere hazırlanan örnek dispersiyonları (pH 7,0) 1 saat
süre ile kaynar su banyosunda bekletilmiĢtir. Örnekler su banyosundan alınıp bekletilmeden
4ºC’ye soğutulmuĢ ve 2 saat süre ile bu sıcaklıkta bekletilmiĢtir. Daha sonra örnek tüpleri ters
çevrilerek jelleĢme düzeyi gözlenmiĢtir. JelleĢme gösteren tüpler + olarak iĢaretlenmiĢtir. Her
bir örnek için üç tüp hazırlanmıĢ ve sonuçlar aĢağıda belirtildiği Ģekilde değerlendirilmiĢtir.
+ + + veya + + - jelleĢme var
- - - veya - - + jelleĢme yok
3.2.5. İstatistiksel Değerlendirme
Üç tekerrürlü (n=3) olarak elde edilen analiz sonuçlarının ortalamaları alınarak standart
sapmaları ile birlikte verilmiĢtir. Elde edilen verilerin istatistiksel değerlendirilmesi ve
karĢılaĢtırılması Minitab programında (Minitab release 12.1, Minitab Inc., 1998) one-way
ANOVA ve Tukey analizleri kullanılarak yapılmıĢtır.
4. BULGULAR ve TARTIŞMA
4.1. Protein Konsantresinin Hazırlanması
4.1.1. Örneklerin Öğütülmesi ve Yağ Ekstraksiyonu
Proteinlerin maksimum düzeyde ekstraksiyonunu sağlamak amacıyla mahlep çekirdek içleri
kahve değirmeniyle 1 mm’den küçük parçalar halinde öğütülerek yüzey alanı arttırılmıĢtır.
Öğütülen örneklerdeki enzimatik aktiviteyi durdurmak için beklemeksizin hekzan ilavesiyle
yağ ekstraksiyonu aĢamasına geçilmiĢtir. Hekzan gıda sanayinde yaygın olarak kullanılan bir
çözgendir. Ancak hekzan kullanımı arzu edilmeyen durumların ortaya çıkmasına da neden
olabilmektedir. Kullanım sırasında atmosfere yayılan hekzan, diğer kirleticiler ile reaksiyona
girerek ozon gibi okside edici maddelerin üretimine sebep olabilmektedir. Buna ilave olarak,
serbest yağ asitleri, mumlar ve sabunlaĢmayan maddeler tamamıyla uzaklaĢtırılamamaktadır
(Hanmoungjai ve ark., 2002).
Yağca zengin materyallerden proteinlerin izolasyonu aĢamasında, protein-yağ etkileĢimleri
sonucunda emülsiyon oluĢabilmekte ve bu nedenle proteinlerin izolasyonu imkansız hale
gelebilmektedir (Cheftel ve ark., 1985). Bu duruma yol açmamak amacıyla yağın
uzaklaĢtırılması gerekmektedir. Öğütülen mahlep çekirdek içleri, hekzan ilavesinden (1:6
oranında) sonra oda sıcaklığında (22-24ºC) bir saat manyetik karıĢtırıcı ile karıĢtırılmıĢtır.
Süre sonunda karıĢım kaba filtre kağıdından süzülerek hekzan ayrılmıĢtır. Bu iĢlem en az dört
kez tekrarlanarak yağın uzaklaĢması sağlanmıĢtır.
Ekstraksiyon sonucunda çekirdek içinin yağ oranı %32,47±1,74’den %1,59±0,10’a
düĢürülmüĢtür (Çizelge 4.1). Yağın uzaklaĢtırılma oranı diğer çalıĢmalara benzer Ģekilde
gerçekleĢmiĢtir. Protein geri kazanımını önemli ölçüde etkileyen baĢlangıç materyallerinin
yağ içerikleri, baklada %2,02 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), sümbül fasulyesinde %1,10
(Subagio, 2006) ve yağsız nohut unlarında %0,53-1,21 (Kaur ve Singh, 2007) Ģeklinde
bulunmuĢtur. Ancak Gedik (2011) tarafından yağsız viĢne çekirdeği içi için bildirilen %9’luk
yağ oranı bizim sonucumuzdan oldukça yüksektir.
Çizelge 4.1. Mahlep çekirdeği içinin yağ ekstraksiyon öncesi ve sonrası bileĢimi. Değerler üç
tekerrürün ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
Bileşen (%)
Yağlı Mahlep Çekirdeği
Yağsız Mahlep Çekirdeği
İçi
İçi
Kurumadde
94,32±0,76
92,46±0,50
Protein
31,28±0,43
41,48±0,27
Yağ
32,47±1,74
1,59±0,10
Toplam karbonhidrat
15,07±1,73
19,20±0,55
4.1.2. Ekstraksiyon pH’sının Belirlenmesi
Proteinlerin izolasyonunda alkali koĢullarda ekstraksiyon ve sonrasında izoelektrik
presipitasyon (Bilgi ve Çelik, 2004), ultrafiltrasyon, ters osmoz (Sumner ve ark., 1980),
organik çözgenlerle ve nötral tuzlarla ekstraksiyon gibi değiĢik teknikler kullanılmaktadır.
Alkali
koĢullarda
ekstraksiyon
ve
izoelektrik
presipitasyon
tekniğinde
kullanılan
kimyasalların ucuzluğu ve gerekli cihazların basitliği nedeniyle membran tekniklerinden daha
avantajlı olduğu bildirilmektedir (Sanchez-Vioque ve ark., 1999).
AraĢtırmada mahlep çekirdeği içi proteinlerinin ekstraksiyonu için en uygun pH değerini
belirlemek amacıyla yağı uzaklaĢtırılmıĢ örnekler %5 (w/v) oranında saf su içerisinde
çözündürülüp pH değerleri 1,0–12,0 aralığına getirilmiĢtir. Sonra örnekler 150 dakika süre ile
oda sıcaklığında çalkalama iĢlemine tabi tutulmuĢlar ve santrifüj edilerek toplam proteinin ne
kadarının sıvı fazda bulunduğu belirlenmiĢtir. Elde edilen veriler ekstrakte edilen % proteine
karĢılık pH grafiği formatında ġekil 4.1’de sunulmuĢtur.
Yağsız mahlep çekirdeği içi unlarından proteinlerin ekstraksiyonu 1,0 (88,770,44), 11,0
(87,401,07) ve 12,0 (90,602,48) pH’da yüksek düzeylerde gerçekleĢmiĢ ve bu pH
değerlerinde elde edilen ekstraksiyon oranları arasında istatistiksel olarak önemli bir farklılık
gözlenmemiĢtir (p>0,05). AĢırı asidik veya alkali Ģartlardaki yüksek ekstraksiyon oranının
sebebi bu koĢullarda protein moleküllerinin birbirlerini iterek hidrofobik etkileĢimin
azalmasına yol açan net pozitif veya negatif yüke sahip olmalarıdır (Cheftel ve ark., 1985;
Adebowale ve Lawal, 2003).
Protein Ekstraksiyon Oranı (%)
100
90
80
70
60
50
40
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
pH
ġekil 4.1. Yağsız mahlep çekirdeği içi örneklerinden proteinlerin ekstraksiyonuna pH’nın
etkisi
Minimum düzeyde (%37,42±5,07) protein ekstraksiyonu pH 4,0’te gerçekleĢmiĢtir.
Ġstatistiksel olarak pH 3,0, 5,0, 6,0 ve 7,0’deki ekstraksiyon oranları ile arasında önemli bir
farklılık bulunmamakla birlikte (p>0,05) minimum protein ekstraksiyonu bu pH’da (4,0)
gerçekleĢtiğinden mahlep çekirdeği içi proteinlerinin izoelektrik noktalarının yaklaĢık 4,0
olduğu kabul edilmiĢtir.
ġeftali çekirdeği (pH 4,3) (Rahma ve Abd El Aal, 1988), bezelye, bakla ve soya (pH 4,0)
(Fernandez-Quintela ve ark., 1997) ve viĢne çekirdeği içi (pH 4,5) (Gedik, 2011) gibi
ürünlerde de minimum ekstraksiyon benzer pH değerlerinde sağlanmıĢtır. Bu pH değerinde
ekstrakte edilen %41,67±0,08
oranındaki protein, temel olarak izoelektrik noktası daha
yüksek olan albüminlerden (Makri ve ark., 2005) ve ekstraksiyon aĢamasında gerçekleĢen
hidroliz sonucu açığa çıkan küçük polipeptidlerden kaynaklanabilmektedir (Subagio, 2006).
Çok yüksek ve düĢük pH değerlerinin proteinlerin yapısına zarar vermesi nedeniyle
ekstraksiyon pH’sının belirlenmesinde tek baĢına en yüksek ekstraksiyon oranı değil, ılımlı
koĢullarda sağlanan en yüksek ekstraksiyon oranı dikkate alınmaktadır. ÇalıĢmamızda en
yüksek protein ekstraksiyon oranı pH 12,0’de (90,6±2,48) elde edilmesine karĢın, bahsedilen
sakıncalar nedeniyle ekstraksiyon için uygun pH değeri 10,0 olarak belirlenmiĢtir. Bu pH
değerinde %77,6±4,28 protein ekstraksiyonu sağlanmıĢtır.
4.1.3. Protein Konsantresinin Hazırlanması ve Bileşimi
Ekstraksiyon pH’sının belirlenmesi amacıyla yapılan çalıĢmalar sonucunda en uygun değerin
10,0 olduğu tespit edilmiĢtir. Ekstraksiyon tek aĢamada, oda sıcaklığında 150 dakika süreyle
gerçekleĢtirilmiĢtir. Ekstraksiyon iĢlemi tamamlandıktan sonra, örnekler 3 000 x g’de 15
dakika süreyle santrifüj edilerek çökelti uzaklaĢtırılmıĢtır. Sıvı kısımdaki proteinlerin geri
kazanılması amacıyla minimum çözünürlüğün olduğu pH 4,0 yerine çökelme iĢleminin daha
kolay gerçekleĢtiği pH 4,5 değeri kullanılarak izoelektrik çöktürme sağlanmıĢtır. KarıĢım 4
000 x g’de 10 dakika santrifüj edilerek çökelti kısmı toplanmıĢ ve çökeltinin pH’sı 7,0’ye
ayarlandıktan sonra 50°C’lik hava akımlı etüvde 12-18 saat süreyle kurutulmuĢtur. Kurutulan
ürünün %73.11±0,80 (kurumaddesinde %78,84) protein içerdiği tespit edilmiĢtir (Çizelge
4.2). Kurumaddedeki protein oranı %90’ın altında kaldığı için elde edilen ürün protein
konsantresi olarak kabul edilmiĢtir.
Çizelge 4.2. Protein konsantresinin bazı kimyasal nitelikleri. Değerler üç tekerrürün
ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
Bileşen (%)
Kurumadde
Protein
Yağ
Toplam karbonhidrat
Kül
Protein Konsantresi
92,73±0,65
73.11±0,80
1,42±0,09
6,02±0,35
6,29±0,12
Çizelgeden de izlenebileceği gibi mahlep çekirdeği içi protein konsantresi %92,73±0,65
oranında kurumadde içermektedir.
Bu değer diğer araĢtırmacılar tarafından bildirilen
sonuçlarla benzerlik göstermektedir. Bezelye protein izolatında %95,8 (Sumner ve ark.,
1980), alkali ekstraksiyon ve izoelektrik çöktürme ile elde edilen Bülbül ve Tokak arpa
protein konsantrelerinde sırasıyla %94,9 ve %92,7 (Bilgi ve Çelik, 2004) ve viĢne çekirdeği
içi protein konsantresinde %95,97 (Gedik, 2011) kurumadde oranına ulaĢılmıĢtır.
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin %1,42±0,09 oranında yağ içerdiği tespit
edilmiĢtir. Diğer araĢtırmalarda elde edilen protein konsantreleri ve izolatlarının yağ içerikleri
ise Ģu Ģekildedir: Soya protein izolatlarında %1,46 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997),
çökeltisi su ile yıkanan nohut izolatlarında %3,5, çökeltisi su, etanol ve aseton ile yıkanan
nohut protein izolatlarında % 1,1 (Sanchez-Vioque ve ark., 1999), amaranth izoelektrik
protein konsantresinde %0,5, diyaliz yoluyla üretilen protein konsantresinde %0,7 (Fidantsi
ve Doxastakis, 2001), keten tohumu protein konsantrelerinde %2,56 (Martinez-Flores ve ark.,
2005), sümbül fasulyesi protein izolatlarında %2,15 (Subagio, 2006), farklı nohut protein
izolatlarında %0,49-0,98 (Kaur ve Singh, 2007) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresinde
%1,93 (Gedik, 2011).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin toplam karbonhidrat içeriği %6,02±0,35 Ģeklinde
belirlenmiĢtir. Bu oran diğer araĢtırmacılar tarafından tespit edilen karbonhidrat oranlarına
benzerlik göstermektedir. Bezelye protein izolatlarında %6,57 (Fernandez-Quintela ve ark.,
1997), soya protein izolatlarında %5,64 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), çökeltisi %70’lik
alkol ile yıkanmıĢ sümbül fasulyesi izolatlarında %4,60 (Subagio, 2006) karbonhidrat
bulunmuĢtur. Ancak viĢne çekirdeği içi protein konsantresinde toplam karbonhidrat içeriği
%2,94 (Gedik, 2011) olarak daha düĢük belirlenmiĢtir.
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin kül içeriği %6,29±0,12 Ģeklinde belirlenmiĢtir.
ÇalıĢmamızda kullanılan yöntem olan izoelektrik çöktürme ile elde edilen diğer bazı protein
izolatları ve konsantrelerindeki kül düzeyleri; bezelye protein izolatlarında %7,88 (FernandezQuintela ve ark., 1997), soya izolatlarında %7,73 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997),
izoelektrik çökeltinin yıkandığı bezelye izolatında %2,8 (Sumner ve ark., 1980), keten
tohumu protein konsantresinde %6,62 (Martinez-Flores ve ark., 2005), çökeltinin %70’lik
etanol ile yıkanmasıyla elde edilen sümbül fasulyesi izolatında %2,97 (Subagio, 2006) ve
viĢne çekirdeği içi protein konsantresinde %3,31 (Gedik, 2011) olarak saptanmıĢtır.
Yağsız mahlep çekirdeği içi proteinlerinin, protein konsantresinde tutulma oranları Çizelge
4.3’de verilmiĢtir. %41,48 oranında protein içeren 100 g yağsız mahlep çekirdeği içinden
%73,11 oranında protein içeren 16,67 g protein konsantresi üretilmiĢtir. Yağsız çekirdek
içindeki proteinlerin %29,36’sı protein konsantresinde tutulabilmiĢtir.
Farklı kaynaklardan protein ekstraksiyonu üzerinde yapılan çalıĢmalarda, toplam geri
kazanım açısından değiĢik sonuçlar elde edilmiĢtir. Toplam protein geri kazanım oranları
keten tohumu için %26,5 (Martinez-Flores ve ark, 2005), sümbül fasulyesi için %37-40
(Subagio, 2006) ve viĢne çekirdeği içi için %35,56 (Gedik, 2011) Ģeklinde belirlenmiĢtir.
Çizelge 4.3. Yağsız mahlep çekirdeği içi proteinlerinin, protein konsantresinde tutulma
oranları (verim)
YMÇĠ
YMÇĠ’nin
100 g
PK’nın
16,67 g
Toplam
miktarı
protein
YMÇĠ’den
protein oranı
PK’daki
Protein
(g)
miktarı (g) elde edilen PK
(%)
protein miktarı verimi
miktarı (g)
(g)
(%)
100
41,48
16,67
%73.11
12,18
29,36
YMÇĠ: Yağsız Mahlep Çekirdeği Ġçi
PK: Protein Konsantresi
4.1.4. Mahlep Çekirdeği İçi ve Ürünlerinin Renk Değerleri
Mahlep çekirdeği içi ürünlerine ait renk değerleri (L*, a*, b*) Çizelge 4.4’de verilmiĢtir.
Yağlı mahlep çekirdeği içlerinden yağın uzaklaĢtırılması sonucunda elde edilen yağsız
çekirdek içlerinin L* değerlerinde önemli bir artıĢ (p<0,01); yağsız mahlep çekirdeği
içlerinden üretilen protein konsantresinin L* değerinde ise önemli bir azalıĢ (p<0,01)
gözlenmiĢtir. ÖğütülmüĢ yağsız çekirdek içi L* değerinin artıĢ göstermesi yağın ve yağda
çözünen renk maddelerinin uzaklaĢtırılmasına bağlanabilir. Protein konsantresinin L*
değerinin daha düĢük çıkması ise 50°C’de uygulanan kurutma iĢlemi sırasında gerçekleĢmesi
olası Maillard tipi kahverengileĢme reaksiyonlarına bağlanabilir. Kırmızı-yeĢil rengi ifade
eden a* değeri bakımından yağsız çekirdek içi hem yağlı çekirdek içinden hem de protein
konsantresinden önemli düzeyde daha düĢük bir değer göstermiĢtir (p<0,05). Protein
konsantresinin yağsız çekirdek içinden daha yüksek bir a* değeri göstermesi ise yine
konsantre üretimi sırasında uygulanan kurutma iĢleminin Maillard tipi reaksiyonları
arttırmasından kaynaklandığı düĢünülmektedir. Protein konsantresi en düĢük b* (sarı-mavi)
değerini göstermesine karĢın yağsız mahlep çekirdeği içinin b* değerine benzerlik
göstermektedir (p>0,01). Yağlı mahlep çekirdeği içi en yüksek değere sahip olmuĢ ve
diğerlerinden önemli ölçüde farklılık göstermiĢtir (p<0,01). Yağlı mahlep çekirdeği içinin
yüksek bir b değeri göstermesinin nedeni yağı ve yağda çözünen renk maddelerini içermesi
olabilir.
Toplam renk değiĢimini ifade eden ΔE değeri yağsız mahlep çekirdeği içi ve protein
konsantresinde yağlı mahlep çekirdeği içine göre önemli düzeyde artıĢ göstermiĢtir (p<0,05).
Toplam renk değiĢimi açısından yağsız mahlep çekirdeği içi ile protein konsantresi arasında
belirgin bir farklılık oluĢmuĢtur (p<0,05). Bu sonuç protein konsantresinin renk bakımından
tamamen farklı bir durum ortaya koyduğunu göstermektedir.
Çizelge 4.4. Mahlep çekirdeği içi ürünlerinin renk değerleri. Değerler üç tekerrürün
ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir. L*: Açıklık (100) koyuluk (0), a*: Kırmızı (+) – yeĢil (-), b*: Sarı (+) – mavi (-), ΔE*: Toplam
renk değiĢimi
ΔE*
Ürün
L*
a*
b*
0a
Yağlı mahlep çekirdeği içi 79,37±0,60 a 1,78±0,17 a 17,08±0,99 a
Yağsız mahlep çekirdeği içi 87,14±0.21 b 1,37±0,05 b
9,11±0,13 b 11,17±0,80b
c
c
Protein konsantresi
55,59±0,84
4,61±0,12
8,58±0,12 b 25,43±1,03c
a, b, c: Aynı sütunda değiĢik harflerle gösterilen değerler istatistiksel açıdan önemli düzeyde
farklıdır (p<0,05).
Protein izolatı veya konsantresi üretim aĢamalarındaki renk değiĢimini inceleyen çok fazla
çalıĢma bulunmamaktadır. Proteince zengin ürünün renk değerleri ile ilgili elde edilen
literatürdeki veriler Ģu Ģekildedir: Prespitatı su ile yıkanmıĢ bezelye protein izolatında L*:
62,8, a*: 5,0 ve b*: 22,1 (Sumner ve ark., 1980), prespitatı %70’lik alkol ile yıkanmıĢ sümbül
fasulyesi protein izolatlarında L*: 90,32, a*: 1,76, b*: 3,36 (Subagio, 2006), farklı nohut
unlarından üretilen protein izolatlarında L*: 58,63-61,33, a*: 1,88-2,21, b*: 22,46-24,95
(Kaur ve Singh, 2007) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresinde L*: 55,43, a*: 5,67, b*:
23,71 (Gedik, 2011).
4.2. Mahlep Çekirdeği İçi Protein Konsantresinin Fonksiyonel Özellikleri
4.2.1. Protein Çözünürlüğü
Protein çözünürlüğü, denatürasyonun ve interaksiyonların bir göstergesi olarak kullanılabilir.
Ayrıca protein çözünürlüğü fonksiyonellik için de belirleyici bir faktördür. Örneğin üstün
emülsiyon özellikleri için yüksek çözünürlük gerekli olmaktadır. Bir proteinin çözünürlüğü,
ortam pH’sı, iyonik güç, ortam sıcaklığı ve protein konsantrasyonu ile ortamdaki organik
çözücü gibi faktörlerin varlığına bağlıdır. Proteinin çözünürlüğü ile ilgili bilgiler, doğal
kaynaklardan proteinlerin ekstrakte edilip saflaĢtırılması aĢamalarında büyük önem
taĢımaktadır. Bu özelliğin bilinmesi, proteinlerin gıda endüstrisinde kullanım olanaklarını da
yönlendirmektedir (Cheftel ve ark., 1985).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin pH 1,0-12,0 aralığındaki protein çözünürlük
profili Çizelge 4.5 ve ġekil 4.2’de verilmiĢtir. Maksimum çözünürlük (%95,971,94) pH
12,0’de gözlenmiĢ ve bu değer diğer pH’lardaki çözünürlük değerlerinden önemli düzeyde
farklılık ortaya koymuĢtur (p<0,05).
Protein Çözünürlüğü (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
pH
7
8
9
10
11
12
ġekil 4.2. Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin farklı pH değerlerindeki çözünürlükleri
En düĢük çözünürlük %16,710,45 ile pH 6,0’da elde edilmiĢ ve bu pH’daki çözünürlük
değeri pH 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 7,0, 8,0, 9,0 ve 10,0’daki değerlerden önemli bir farklılık
göstermemiĢtir (p>0,05). Protein çözünürlüğünün bu kadar geniĢ bir pH aralığında (1,0-10,0)
benzerlik göstermesi ilginç bir durum ortaya koymaktadır. Protein konsantresi üretimi
sırasında meydana gelen protein denatürasyonu bu durumun nedeni olabilir. Protein
denatürasyonunun temel nedeni ise 50°C’de uygulanan kurutma iĢlemi olabilir. Gıda
proteinlerinin çoğunluğunun asidik karakterli olduğu ve minumum çözünürlüğü pH 4,0-5,0
aralığında ve maksimum çözünürlüğü ise alkali pH değerlerinde gösterdiği bildirilmiĢtir
(Damodaran, 1997). Ancak mahlep çekirdeği içi proteininin minimum çözünürlüğü daha
geniĢ bir pH aralığında gözlenmiĢtir.
Yapılan diğer çalıĢmalarda hazırlanan protein izolatları ve konsantrelerinin 1,0-12,0 pH
aralığındaki çözünürlük profilleri mahlep çekirdeği içi proteininden farklı bir durum ortaya
koymaktadır (Sumner ve ark., 1980; Fernandez-Quintela ve ark., 1997; Adebowale ve Lawal,
2003; Gedik, 2011).
Çizelge 4.5. Protein konsantresinin 1,0-12,0 pH aralığındaki protein çözünürlüğü. Değerler üç
tekerrürün ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
pH
Protein
değerleri
Çözünürlüğü (%)
1
47,1513,84 a
2
47,230,12 a
3
38,260,77 a
4
26,551,39 a
5
20,951,92 a
6
16,710,45 a
7
23,130,76 a
8
25,440,96 a
9
32,070,36 a
10
36,511,47 a
11
72,850,69 b
12
95,971,94 c
DeğiĢik harflerle gösterilen değerler istatistiksel açıdan önemli düzeyde farklıdır (p<0,05).
4.2.2. Su Tutma Kapasitesi
Protein kaynaklı katkıların yapıda tuttukları su, gıdaların tekstürel niteliklerini ve diğer bazı
özelliklerini geliĢtirmektedir. Su tutma yoluyla protein, su alarak ĢiĢer ve böylece
karakteristik olan yapı, viskozite gibi gıdanın bazı önemli reolojik özellikleri ortaya çıkar. Su
tutma kapasitesi çorba, hamur ve fırıncılık ürünleri gibi viskozitesi yüksek gıda maddeleri için
kritik bir fonksiyonel özelliktir. Bu ürünlerde proteinlerin çözünmeden suyu tutmaları ve bu
sırada viskoziteyi arttırıp kıvam ve yapı kazandırmaları gerekmektedir (Seena ve Sridhar,
2005). Bu nedenle gıda proteinlerinin su tutması pratikte büyük önem taĢımaktadır. Protein
molekülünün su tutma yeteneği boyutun, Ģeklin, hidrofilik ve hidrofobik etkileĢimlerin bir
fonksiyonudur. Su tutma yeteneği lipit ve karbonhidrat içeriğinden ve yüzeydeki aminoasit
kalıntılarının özelliklerinden etkilenmektedir (Saldamlı ve Temiz, 1998).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin su tutma kapasitesi 2,810,02 g/g (%281) olarak
bulunmuĢtur (Çizelge 4.6). Na-kazeinat için aynı Ģartlar altında yapılan denemede örneğin
tamamı suda çözündüğü için herhangi bir sonuç elde edilememiĢtir. Mahlep çekirdeği içi
protein konsantresinin su tutma kapasitesi bezelye izolatından 1,7 g/g (Fernandez-Quintela ve
ark., 1997), bakla izolatından 1,8 g/g (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), soya izolatından 1,3
g/g (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), keten tohumu konsantresinden 2,7 g/g (MartinezFlores ve ark., 2005), çin çileği çekirdeği protein izolatından 2,2 g/g (Cheng ve ark., 2009),
yerfıstığı protein konsantresinden 1,15 g/g (Wu ve ark., 2009), kaju fıstığı protein
konsantresinden 1,74 g/g (Ogunwolu ve ark., 2009), kayısı çekirdeği protein konsantresinden
1,4 g/g (Sharma ve ark., 2010) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresinden 2,42 g/g (Gedik,
2011) daha yüksektir. Ancak farklı pirinç kepeği konsantrelerinden 3,87-5,60 g/g (Chandi ve
Sogi, 2006) daha düĢüktür.
Çizelge 4.6. Protein konsantresinin su ve yağ tutma kapasiteleri. Değerler üç tekerrürün
ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
Nitelik
Protein Konsantresi
Na-Kazeinat
Su tutma kapasitesi (g su/g örnek)
BelirlenememiĢtir
2,810,02 (%281)
a
Yağ tutma kapasitesi (g yağ/g örnek)
1,66,0,001 (%166)
2,000,04 (%200) b
a: Aynı satırda aynı harflerle gösterilen değerler arasında istatistiksel açıdan önemli bir fark
yoktur (p>0,05).
4.2.3. Yağ Tutma Kapasitesi
Protein ve lipitler arasındaki etkileĢim birçok gıdanın duyusal kalitesini belirlemektedir. Bu
etkileĢimler pH, iyonik güç, sıcaklık ve sistemdeki diğer değiĢkenler tarafından
yönlendirilebilmektedir. Çözünürlülüğü düĢük ve yüksek hidrofobik özellikteki proteinlerin
büyük miktarlarda yağ bağlayabildikleri görülmektedir. Küçük partikül boyutlu ve düĢük
yoğunluklu protein izolatı/konsantresi yüksek yoğunluklu protein izolatı/konsantresinden
daha fazla yağ tutabilir. Protein konsantrelerinde bulunabilecek karbonhidratların yağ tutmada
önemli bir etkisinin bulunmadığı bildirilmiĢtir (Cheftel ve ark., 1985).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin yağ tutma kapasitesi Çizelge 4.6’da verilmiĢtir.
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin yağ tutma kapasitesi 1,66,0,001 (%166) ile Nakazeinatın yağ tutma kapasitesinden (2,00±0,04 g/g) daha düĢük bulunmuĢtur (p<0,05).
Yüksek yağ tutma kapasitesi, protein molekülünün yüzeyinde fazla miktarda hidrofobik
grupların varlığını göstermektedir (Subagio, 2006; Kaur ve Singh, 2007). Elde edilen
sonuçlara göre, mahlep çekirdeği içi protein moleküllerinin yüzeyinde, kazein moleküllerinin
yüzeyindekine oranla daha az miktarda hidrofobik grupların bulunduğu söylenebilir.
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin yağ tutma kapasitesi bezelye izolatından 1,20 g/g
(Fernandez-Quintela ve ark., 1997), bakla izolatından 1,60 g/g (Fernandez-Quintela ve ark.,
1997), soya izolatından 1,10 g/g (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), keten tohumu
konsantresinden 1,18 g/g (Martinez-Flores ve ark., 2005) ve kayısı çekirdeği izolatından 1,40
g/g (Sharma ve ark., 2010) daha yüksektir. Ancak badem içi izolatından 2,93 g/g (Sze-Tao ve
ark., 2000), sümbül fasulyesi izolatından 2,54 g/g (Subagio, 2006), çin çileği izolatından 1,80
g/g (Cheng ve ark., 2009), yer fıstığı izolatından 2,00 g/g (Wu ve ark., 2009), kaju izolatından
3,32 g/g (Ogunwolu ve ark., 2009) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresinden 1,73 g/g
(Gedik, 2011) daha düĢüktür.
4.2.4. Köpük Kapasitesi ve Stabilitesi
Köpük, ince bir sıvı tabakası (lamella fazı) ile ayrılmıĢ hava hücrelerinden oluĢan 2 fazlı bir
sistem olarak tanımlanır. Bu sistem stabil olmadığından, stabilizasyonu artırmak amacıyla
hava/su ara yüzeyindeki gerilimi azaltacak yüzey aktif moleküllere ihtiyaç duyulur. Çırpma
veya hava enjekte etme süresince köpük oluĢumu için en önemli ihtiyaç, oluĢturulan yeni ara
yüzeyin serbest enerjisinin bir yüzey aktif madde yardımı ile hızla azaltılmasıdır (Makri ve
ark., 2005).
Köpük oluĢumu ve özellikleri, proteinin tipi, hazırlama metodu, kompozisyonu,
çözünürlülüğü ve konsantrasyonundan, ortam pH’sından, tuzların varlığından ve hidrofobik
interaksiyonlardan etkilenmektedir. DeğiĢik uygulamalar sonucu ortaya çıkan etkileĢimler ve
moleküler değiĢimler köpük davranıĢını etkilemektedir. Moleküler esneklik, yüzey
hidrofobisitesi, net yük, yük dağılımı ve hidrodinamik özellikler köpük oluĢumunu ve
stabilitesini etkilemektedir (Massoura ve ark., 1998).
Esnek protein molekülleri iyi bir köpürme yeteneğine sahiptirler. Yüzey denatürasyonu
oldukça zor olan globüler proteinler ise düĢük köpürme yeteneği göstermektedirler. Yüksek
köpük stabilitesi sürekli fazda çözünebilen proteinlerin yüzey aktif özelliğinden
kaynaklanmaktadır. Konsantrasyondaki artıĢ viskozite artıĢına yol açan protein-protein
etkileĢiminin artmasına neden olur. Bu da ara yüzeyde yapıĢkan çoklu tabaka protein filminin
oluĢumunu kolaylaĢtırır. Bu tabaka, köpüklerin sönmesi ve birleĢmesine karĢı direnç gösterir
(Kaur ve Singh, 2007).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin pH 7,0’deki köpük kapasitesi %43,750,84
(Çizelge 4.7) ile Na-kazeinatın köpük kapasitesi olan %87,500,00 değerinden daha düĢük
bulunmuĢtur (p<0,05).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin köpük kapasitesi, bezelye izolatlarından %15
(Fernandez-Quintela ve ark., 1997), bakla izolatlarından %15 (Fernandez-Quintela ve ark.,
1997), soya izolatından %22 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), pirinç kepeği
konsantresinden %5,2-8,7 (Chandi ve Sogi, 2006), kaju izolatından %40 (Ogunwolu ve ark.,
2009), kayısı çekirdeği protein konsantresinden %21 (Sharma ve ark., 2010) ve viĢne
çekirdeği içi protein konsantresinden %35,0 (Gedik, 2011) daha yüksektir.
Bezelye izolatında %143 (Sumner ve ark., 1980), badem içi izolatında %120 (Sze-Tao ve
ark., 2000), çin çileği çekirdeği protein izolatında %47,4 (Cheng ve ark., 2009) ve yerfıstığı
protein konsantresinde %50 (Wu ve ark., 2009) olarak bulunan köpük kapasiteleri ise bu
çalıĢma verilerinden daha yüksektir.
Protein çözeltilerinden oluĢturulan köpük stabilitelerinde zamanla (0-120 dakika) gözlenen
değiĢim Çizelge 4.7 ve ġekil 4.3‘de verilmiĢtir. Mahlep çekirdeği içi protein konsantresi 10.
dakikada Na-kazeinata oranla daha düĢük bir stabilite gösterirken 30. dakikadan sonra daha
yüksek bir stabiliteye sahip olmuĢtur. Ancak değerler arasında istatistiksel olarak önemli bir
farklılık tespit edilememiĢtir (p>0,05).
Çizelge 4.7. Protein konsantresinin ve Na-kazeinatın köpük kapasiteleri ve stabiliteleri.
Değerler üç tekerrürün ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
Protein
Fonksiyonel Özellik (%)
Na-Kazeinat
Konsantresi
Köpük Kapasitesi
43,758,84 a
87,50,00 b
Köpük Stabilitesi (10.dakika)
80,0028,28 a
83,625,12 a
Köpük Stabilitesi (30. dakika)
71,3321,68 a
70,3817,82 a
Köpük Stabilitesi (60. dakika)
58,6720,74 a
50,7124,57 a
a
Köpük Stabilitesi (90. dakika)
53,3318,86
34,668,16 a
Köpük Stabilitesi (120. dakika)
4816,97 a
21,750,67 a
a, b: Aynı satırda farklı harflerle gösterilen değerler istatistiksel açıdan önemli düzeyde
farklıdır (p<0,05).
Diğer çalıĢmalarda köpük stabiliteleri (30. dakikadaki) bezelye izolatlarında %94 (FernandezQuintela ve ark., 1997), bakla izolatlarında %77 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), soya
izolatında %93 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), badem içi izolatında %98 (Sze-Tao ve
ark., 2000), Çin çileği çekirdeği protein izolatında %56 (Cheng ve ark., 2009), kaju izolatında
%55 (Ogunwolu ve ark., 2009) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresinde %71,80 (Gedik,
2011) Ģeklinde belirlenmiĢtir.
Köpük Stabilitesi (%)
120
MÇİPK
100
Na-K
80
60
40
20
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Zaman (dakika)
ġekil 4.3. Protein örneklerinin köpük stabilitesinde zamanla gözlenen değiĢim.
MÇĠPK: Mahlep çekirdeği içi protein konsantresi, Na-K: Sodyum kazeinat
4.2.5. Emülsiyon Aktivite İndeksi ve Emülsiyon Stabilite İndeksi
Yüzey hidrofobisitesi ve protein konsantrasyonu proteinlerin emülsiyon özelliklerini
belirleyen temel karakteristiklerdir. Emülsiyon aktivite indeksi (EAĠ); proteinin emülsiyon
oluĢumu süresince su/yağ ara yüzeyine hızlı bir Ģekilde adsorblanabilme yeteneğini yansıtır.
Emülsiyon stabilite indeksi (ESĠ) ise proteinin belirli bir süre stabil bir emülsiyon
sağlayabilme yeteneğinin ölçüsüdür (Subagio, 2006). Proteinin kaynağı, konsantrasyonu,
çözünebilme yeteneği, pH, sıcaklık, ekipman ve metot gibi çeĢitli faktörler ve koĢullar
proteinlerin emülsifiyer niteliklerini etkilerler. Protein konsantrelerinin emülsifiyer özellikleri
genel olarak suda çözünürlük profilleri ile benzerlik göstermektedir (Bilgi ve Çelik, 2004).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresi ve Na-kazeinata ait emülsiyon aktivite indeksleri
Çizelge 4.8’de sunulmuĢtur. Çizelgeden de izlenebileceği gibi EAĠ değerleri mahlep çekirdeği
içi protein konsantresi için 27,21±2,50 m2/g ve Na-kazeinat için 176,44±2,63 m2/g olarak
tespit edilmiĢtir. Na-kazeinatın emülsiyon aktivite indeksi mahlep çekirdeği içi protein
konsantresinden daha yüksek bulunmuĢtur (p<0,01).
EAĠ değerleri, badem içi izolatı için pH 5,0’de 44,78 m2/g (Sze-Tao ve ark., 2000), buğday
proteini için 155 m2/g, sodyum kazeinat için 82 m2/g ve soya protein izolatı için 115,9 m2/g
(Webb ve ark., 2002), peyniraltı suyu protein izolatı için 57 m2/g (Webb ve ark., 2002), yulaf
kepeği protein konsantresi için pH 7,0’de 20,4 m2/g (ısıl iĢlem uygulanmamıĢ) ve 18,9 m2/g
(ısıl iĢlem uygulanmıĢ) (Guan ve ark., 2006), sümbül fasulyesi protein izolatı için 534 m2/g
(Subagıo, 2006) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresi için 38,91 m2/g (Gedik, 2011)
olarak belirlenmiĢtir
Emülsiyon stabilite indeksi (10. dakikadaki) sodyum kazeinat için 1 187,517,70 ve mahlep
çekirdeği içi protein konsantresi için 81,051,49 dakika olarak belirlenmiĢtir. Emülsiyon
aktivite indeksinde olduğu gibi Na-kazeinat daha yüksek emülsiyon stabilite indeksi
göstermiĢtir (p<0,01).
Wu ve ark. (2009) tarafından yerfıstığı protein konsantresi için bulunan 19,18 dakikalık ve
Gedik (2011) tarafından viĢne çekirdeği içi protein konsantresi için bulunan 37,49 dakikalık
emülsiyon aktivite indeksi çalıĢmamızda tespit edilen değerden daha düĢüktür. Ancak sümbül
fasulyesi protein izolatı için 2,7 saat olarak bulunan değer ise çalıĢmamızda elde edilen
değerden çok daha fazladır (Subagıo, 2006).
Çizelge 4.8. Protein konsantresinin emülsiyon aktivite ve emülsiyon stabilite indeksi.
Değerler üç tekerrürün ortalaması olup standart sapması ile birlikte verilmiĢtir
Fonksiyonel Özellik
Protein Konsantresi
Na-Kazeinat
2
a
Emülsiyon aktivite indeksi (m /g)
27,21±2,50
176,44±2,63 b
Emülsiyon stabilite indeksi (dakika)
1 187,50±17,70 b
81,05,1,49 a
a, b: Aynı satırda farklı harflerle gösterilen değerler istatistiksel açıdan önemli düzeyde
farklıdır (p<0,01).
4.2.6. Minimum Jel Oluşturan Konsantrasyon
Protein jelleri, protein zincirlerinin kısmi etkileĢimi sonucunda suyun hapsedildiği üç boyutlu
ağ yapısıdır. Proteinlerin jel oluĢturma yetenekleri salam, sosis gibi et ürünlerinde önem
taĢımaktadır (Kinsella, 1979). Jel, sıvı-katı arasında yer alan bir fazdır. Proteinlerin jelleĢme
yetenekleri, temel olarak sülfidril ve hidrofobik grupların miktarına bağlıdır. Ayrıca
proteinlerin karbonhidratlar ve lipitler ile interaksiyonları da jelleĢme yeteneklerini
etkilemektedir. Jellerin stabilizasyonundan hidrojen bağları ve iyonik etkileĢimler sorumludur
(Cheftel ve ark., 1985). Proteinlerin jelleĢmesine fiziksel, kimyasal veya enzimatik
uygulamalar neden olabilir (Adebowale ve Lawal, 2003).
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin pH 7,0’deki minimum jel oluĢturan
konsantrasyonu %12 olarak belirlenmiĢtir (Çizelge 4.9). Diğer araĢtırmacılar tarafından
bildirilen değerler çoğunlukla çalıĢmamızda elde edilen %12 değerinden daha yüksektir.
Minimum jel oluĢturan konsantrasyon bezelye protein izolatları için %18 (FernandezQuintela ve ark., 1997), bakla protein izolatları için %14 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997),
soya protein izolatı için %16 (Fernandez-Quintela ve ark., 1997), kuĢburnu çekirdeklerinden
elde edilen protein izolatları için %8 (Moure ve ark., 2001), nohut protein izolatları için %1418 (Kaur ve Singh, 2007) ve viĢne çekirdeği içi protein konsantresi için %8 (Gedik, 2011)
olarak bulunmuĢtur.
Çizelge 4.9. Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin minimum jel oluĢturan
konsantrasyonları. Değerler üç tekerrürün ortalaması olup standart sapması ile
birlikte verilmiĢtir
Protein Konsantrasyonu
Protein Konsantresinin
(%)
Jelleşme Durumu
2
--4
--6
--8
--10
--11
--+
12
+ + + (MJOK)
14
+++
MJOK: Minimum jel oluĢturan konsantrasyon.
4.2.7. Jel Elektroforezi (SDS-PAGE)
Mahlep çekirdeği içi proteinlerinden hangilerinin protein konsantresinde tutulduğunu ve
bunların molekül ağırlıklarının hangi sınırlar içerisinde değiĢim gösterdiğini belirlemek
amacıyla gerçekleĢtirilen SDS-PAGE analizi sonucunda elde edilen elektroforetogram ġekil
4.4’te gösterilmiĢtir. Jel üzerindeki her bir örnek haznesine eĢit miktarda protein olacak
Ģekilde yükleme yapılmıĢtır. Mahlep çekirdeği içi proteinlerinin indirgen ve denatüre edici
koĢullardaki molekül ağırlıkları 14 000 – 66 000 Da arasında değiĢim göstermiĢtir. Yağsız
mahlep çekirdeği içinde tespit edilen protein bantlarının hemen hemen tamamı mahlep
çekirdeği içi protein konsantresinde de bulunmaktadır. Ancak yağsız mahlep çekirdek içinde
29 000-36 000 Da arasında bulunan bantlardan bazıları mahlep çekirdeği içi protein
konsantresinde yer almamaktadır. Bu durum ya pH 10,0’da gerçekleĢtirilen ekstraksiyon
iĢlemi ile bu proteinlerin geri kazanılamamıĢ ya da pH 4,5’te uygulanan izoelektrik çöktürme
iĢleminde çözünür formda kalmıĢ olmalarından kaynaklanabilir. Benzer bir duruma viĢne
çekirdeği içi proteinlerinde de rastlanmıĢtır (Gedik, 2011).
Da
S
YMÇİ
MÇİPK
200 000
116 000
97 000
66 000
55 000
45 000
36 000
29 000
20 000
14 200
6 500
ġekil 4.4. Mahlep çekirdeği içi ürünlerinin SDS-PAGE elektroforetogramı.
S: Moleküler ağırlık standardı. Miyosin (200 000 Da), beta-galaktozidaz (116 000
Da), fosforilaz b (97 000 Da), bovin serum albümini (66 000 Da), glutamik
dehidrogenaz (55 000 Da), ovalbumin (45 000 Da), gliseraldehit-3 fosfat
dehidrogenaz (36 000 Da), karbonik anhidraz (29 000 Da), tripsinojen (24 000 Da,
jel üzerinde görünmemektedir), tripsin inhibitörü (20 000 Da), α-laktalbumin (14
200 Da) ve aprotinin (6 500 Da). YMÇĠ: Yağsız mahlep çekirdeği içi. MÇĠPK:
Mahlep çekirdeği içi protein konsantresi. Tüm örnekler eĢit miktarda protein (50
mikro-gram) içerecek Ģekilde jele yüklenmiĢtir
5. SONUÇ

Mahlep çekirdeği içinden proteinlerin ekstraksiyonu için en uygun pH
değerinin 10 olduğu belirlenmiĢtir. Ekstrakte edilen proteinler pH 4,5’de
çöktürülerek geri kazanılmıĢtır. Bu Ģartlar altında, mahlep çekirdeği içi
proteinlerinin %29,36’sı protein konsantresi bünyesinde tutulmuĢtur.
Proteinlerin geri kazanım oranını arttırmak amacıyla daha yüksek
ekstraksiyon sıcaklığı (60oC gibi), çok aĢamalı ekstraksiyon ve/veya
ultrafiltrasyon gibi membran teknikleri kullanılabilir.

Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin kurumadde %92,73±0,65, protein
%73.11±0,80, yağ %1,42±0,09, karbonhidrat 6,02±0,35 ve kül oranları
%6,29±0,12 Ģeklinde bulunmuĢtur. Protein içeriğinin kurumaddede %90
değerinin altında kalması nedeniyle elde edilen ürün protein konsantresi
olarak kabul edilmiĢtir.

Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin maksimum çözünürlüğü
%95,971,94
ile
pH
12,0’de
gözlenmiĢtir.
En
düĢük
çözünürlük
%16,710,45 ile pH 6,0’da elde edilmiĢ ve bu pH’daki çözünürlük değeri pH
1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 7,0, 8,0, 9,0 ve 10,0’daki değerlerden önemli bir
farklılık göstermemiĢtir (p>0,05).

Protein konsantresinin su tutma kapasitesi 2,810,02 g su/g olarak iyi
düzeyde bulunmuĢtur. Bu özellik mahlep çekirdeği içi protein konsantresine
et ve süt ürünlerinde, unlu mamullerde kullanım alanı sağlayabilir.
Konsantrenin yağ tutma kapasitesi de benzer Ģekilde iyi düzeyde bulunmuĢtur
(1,66,0,001 g yağ/g).

Protein konsantresinin köpük kapasitesi %43,750,84 olarak saptanmıĢtır.
Diğer kaynaklardan üretilen protein izolatları ve konsantreleri için bildirilen
köpük kapasiteleri ile karĢılaĢtırıldığında bu değer orta düzeydedir. Köpük
stabilitesi ise 71,3321,68 (30. dakikada) olarak bulunmuĢtur.

Protein konsantresinin emülsiyon aktivite indeksi (EAĠ) ve emülsiyon
stabilite indeksi (ESĠ) sırasıyla 27,21±2,50 m2/g m2/g ve 81,051,49 (10.
dakikada) olarak bulunmuĢtur. Bu değerler diğer kaynaklardan elde edilen
protein izolat ve konsantrelerine ait değerlere genel olarak benzerlik
göstermektedir.

Mahlep çekirdeği içi protein konsantresinin minimum jel oluĢturan
konsantrasyonu %12 olarak saptanmıĢtır. Ġyi sayılabilecek bir düzeyde olan
bu değer mahlep çekirdeği içi protein konsantresine gıda katkısı olarak
kullanılma potansiyeli sağlamaktadır.

Mahlep çekirdeği içi proteinlerinin indirgen ve denatüre edici koĢullardaki
molekül ağırlıkları 14 000 – 66 000 Da arasında değiĢim göstermiĢtir. Yağsız
mahlep çekirdeği içinde tespit edilen protein bantlarının hemen hemen
tamamı mahlep çekirdeği içi protein konsantresinde de bulunmaktadır.

Sonuç olarak; bu araĢtırmada mahlep çekirdeği içinin bazı kimyasal ve
fiziksel özellikleri ortaya konulmuĢ, proteinlerin optimum ekstraksiyon pH
değeri ve protein konsantresi üretim Ģekli belirlenmiĢtir. Elde edilen protein
konsantresi fonksiyonel özellikler açısından, gıda sanayinde kullanılabilme
potansiyeline sahiptir. Konsantrenin üretim basamakları çok ayrıntılı bir
Ģekilde incelenerek elde edilen ürünün hem kalitesi ve hem de verimi daha da
arttırılabilir.
KAYNAKLAR
Adebowale, K.O., Lawal, O.S., 2003. Foaming, gelation and electrophoretic characteristics of
mucuna bean (Mucuna pruriens) protein concentrates, Food Chemistry 83, 237–246.
Ahmedna, M., Prinyawiwatkul, W., & Rao, R. M., 1999. Solubilized wheat protein isolate:
Functional properties and potential food applications. Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 47(4), 1340–1345.
AOAC, 1997. Official Methods of Analysis of AOAC International (16th. Pub). Arlington,
VA.USA.
Aydin, C., Ogut, H., Konak, M. 2002. Some physical properties of Turkish Mahaleb. Biosyst.
Eng., 82, 231–234
Barbut, S., 1999. Determining water and fat holding. In G. M. Hall (Ed.), Methods of testing
protein functionality. Blackie Academic and Professional, 186–225.
Beuchat, L.R., Cherry, J.P., Quınn, M.R., 1975. Physicochemical Properties of Peanut Flour
as Affected by Proteolysis. J. Agri. And Food Chem. 23, 616-620.
Bilgi, B., Çelik, S., 2004. Solubility and Emulsifying Properties of Barley Protein
Concentrate. Eur. Food Res. Technol., 218, 437-441.
Chandi, G.K., Sogi, D.S., 2006. Functional Properties of Rice Bran Protein Concentrates.
Journal of Food Engineering, Article in press.
Cheftel, J.C., Cuq, J.L., Lorient, D., 1985. Amino Acids, Peptides and Proteins. Ch. 5 in Food
Chemistry O.R. Fennema (Ed.), pp.246-369. Marcel Dekker, Inc., New York.
Cheng, J., Zhou, S., Wu, D., Chen, J., Liu, D., Ye, X., 2009. Bayberry (Myrica rubra Sieb. et
Zucc.) kernel: A new protein source, Food Chemistry 112, 469–473.
Coffman, C.W. ve Garcia, V.V., 1977. Functional Properties and Amino Acid Content of a
Protein Isolate From Mung Bean Flour. J. Food Tech. 12, 473-484.
Damodaran, S., 1990. Interfaces, protein films, and foams. Advances in Food and Nutrition
Research, 34, 1-79.
Damodaran, S. (1997). Food proteins: An overview. In S. Damodaran & A. Paraf (Eds.), Food
proteins and their applications (pp. 1–21). New York: Marcel Dekker.
Duman, G., Okutucu, C., Ucar, S., Stahl, R., Yanik, J., 2011. The slow and fast pyrolysis of
cherry seed. Bioresource Technology, 102, 1869–1878.
Fernandez-Quintela, A., Macarulla, M.T., Del Barrio, A.S., Martinez, J.A., 1997.
Composition and Functional Properties of Protein Isolates Obtained From Commercial
Legumes Grown in Northern Spain. Plant Foods for Human Nutrition, 51, 331-342.
Fidantsi, A., Doxastakis, G., 2001. Emulsifying and Foaming Properties of Amaranth Seed
Protein Isolates. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 21, 119-124.
Geater, C. W., Fehr, W.R., 2000. Association of Total Sugar Content with Other Seed Traits
of Diverse Soybean Cultivars. Crop Sci., 40, 1555-1558.
Gedik, M., 2010.ViĢne Çekirdeği Ġçinden Üretilen Protein Konsantresinin Bazı Kimyasal ve
Fonksiyonel Özellikleri. (Y.Lisans Tezi), Fen Bilimleri Enstitüsü, GaziosmanpaĢa
Üniversitesi.
Gerçekçioğlu, R., GüneĢ, M., 1992. Sarı ve Kırmızı Mahleplerin Fenolojik ve Pomolojik
Özellikleri Üzerinde Bir AraĢtırma, Türkiye II.Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi,
Meyvecilik Cilt I, S.277-281, Adana.
Guan, X., YAO, H., Chen, Z., Shan, L., Zhang, M., 2006. Some Fonctional Properties of Oat
Bran Protein Concentrate Modified by Trypsin. Food Chemistry.
Hanmoungjai, P., Pyle, D.L., Niranjan, K., 2002. Enzyme-Assisted Water Extraction of Oil
and Protein From Rice Bran. J. Chem. Technol. Biotechnol, 77, 771-776.
Hojilla-Evangelista, M.P., Evangelista, R.L., 2009. Functional properties of protein from
Lesquerella fendleri seed and press cake from oil processing. Industrial Crops and
Products, 29, 466–472.
Ġlisulu, K., 1992. Ġlaç ve Baharat Bitkileri, Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayın
No:1256, Ankara.
Jerković, I., Marijanović, Z., Staver, M.M. 2011. Screening of natural organic volatils from
Prunus mahaleb L. honey: Coumarin and vomifoliol as nonspecific biomarkers.
Molecules, 16, 2507-2518.
Kamel, B.S., Kakuda, Y., 1992. Characterization of the Seed Oil and Meal from Apricot,
Cherry, Nectarine, Peach and Plum. JAOCS, 69, 492-494.
Kaur, M., Singh, N., 2007. Characterization of Protein Isolates from Different Indian
Chickpea (Cicer arietinum l.) Cultivars. Food Chemistry, Article in press.
Kinsella, J.E., 1979. Functional Properties of Soy Proteins. J. Am. Oil Chemists' Soc., 56,
242-258.
Kinsella, J.E., 1981. Functional Properties of Proteins: Possible Relationships Between
Structure and Function in Foams. Food Chem. 7, 273-288.
Kinsella, J. E. 1982. Food protein determination mechanisms and functionality. American
Chemist Society, 206, 301–320.
Laemmli, U.K., 1970. Cleavage of Structural Proteins During the Assembly of the Heat of
Bacteriophage T4. Nature. 227, 680-685.
Makri, E., Papalamprou, E., Doxastakis, G., 2005. Study of Functional Properties of Seed
Storage Proteins from Indigenous European Legume Crops (Lupine, Pea, Broad Bean)
in Admixture with Polysaccharides. Food Hydrocolloids, 19, 583-594.
Mariod, A.A., Aseel, K.M., Mustafa, A.A., Abdel-Wahab, S.I. 2009. Characterization of the
seed oil and meal from Monechma ciliatum and Prunus mahaleb seeds. J. Am. Oil
Chem. Soc., 86,749–755.
Mariod, A.A., Ibrahim, R.M., Ismail, M., Ismail, N. 2010. Antioxidant activities of phenolic
rich fractions (PRFs) obtained from black mahlab (Monechma ciliatum) and white
mahlab (Prunus mahaleb) seedcakes. Food Chemistry, 118, 120–127.
Martinez-Flores, H.E., Soto, E.B., Garnica-Romo, M.G., Saldana, A.L., Penagos, C.J.C.,
2005. Chemical and Functional Properties of Flaxseed Protein Concentrate Obtained
Using Surface Response Methodology.
Massoura, E., Vereijken, J.M., Kolster, P., Derksen, J.T.P., 1998. Proteins From Crambe
abyssinica Oilseed. I. Isolation Procedure. Journal of The American Oil Chemists.
Society, 75, 329-335.
Mastelić, J., Jerković, I., Mesić, M. 2006. Volatile constituents from flowers, leaves, bark
andwood of Prunus mahaleb L. Flavour Fragr. J. , 21, 306–313
Mataracı, T., 1997. Ağaçlar, Marmara Bölgesi Doğal-Egzotik Ağaç ve Çalıları, , Metalform
Yayınları, Ġstanbul.
Meraler, S.A., 2010. Mahlep (Prunus mahaleb L.)’Ġn Bitki Kısımlarında Mineral BileĢiminin
Belirlenmesi. (Y.Lisans Tezi), Fen Bilimleri Enstitüsü, Kilis 7 Aralık Üniversitesi.
Mısırlı, A., Gülcan, R., 1992. Bazı P.mahaleb L. Tiplerinin Döllenme Biyolojisi Üzerinde
AraĢtırmalar, Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, Meyvecilik Cilt I, S.495-499, Ġzmir.
Moreno, M. A., Montanes, L., Tabuenca, M. C. and Cambra, R., 1996. The performance of
adara as a cherry rootstock. Sci. Hortic. 1996; 65: 85–91.
Moure, A., Rua, M., Sineiro, J., Dominguez, H., 2001. Extraction and Functionality of
Membrane-Concentrated Protein from Defatted Rosa rubiginosa Seeds. Food
Chemistry. 74, 327-339.
Naczk, M., Diosady, L.L., Rubin, L.J., 1985. Functional Properties of Canola Meals Produced
by a Two-Phase Solvent Extraction System. J. Food Sci. 50, 1685-1692.
Ogunwolu, S.O., O. Henshaw, F., Mock, H.P., Santros, A., O.Awonorin, S., 2009. Functional
properties of protein concentrates and isolates produced from cashew (Anacardium
occidentale L.) nut. Food Chemistry, 115, 852–858.
Pearce, K.N. ve Kinsella, J.E., 1978. Emulsifying Properties of Proteins: Evaluation of a
Turbidimetric Technique. J. Agric. Food Chem. 26, 716-723.
Rahma, E.H., Abd El-Aal M.H., 1988.Chemical characterization of peach kernel oil and
protein: Functional properties, in vitro digestibility and amino acids profile of the
flour. Food Chemistry Volume, 28(1), 31-43.
Saldamli, Ġ., Temiz, A., 1998. Gıda kimyası; Aminoasitler, Peptitler ve Proteinler. Hacettepe
Üniversitesi Yayınları, 195-257, Ankara.
Sanchez-Vioque., R., Clemente, A., Vıoque, J., Bautısta, J., Millan, F., 1999. Protein Isolates
from Chickpea (Cicer arietinum L.): Chemical Composition, Functional Properties
and Protein Characterization. Food Chemistry. 64, 237-243.
Seena, S., Sridhar, K. R., 2005. Physiochemical, functional and cooking properties of
Canavalia. Journal of Food Chemistry, 32, 406–412.
Sezik, E. ve Basaran, A., 1985. Phytochemical investigations on the plants used as folk
medicine and herbal tea in Turkey: II. Essential oil of Stachys lavandulifolia Vahl.
Journal of Faculty of Pharmacy of Ankara University, 21, 98–107.
Sharma, P.C., Tilakratne, B.M.K.S., Anil Gupta, J., 2010. Utilization of wild apricot kernel
press cake for extraction of protein isolate. Food Sci Technol, 47(6), 682–685.
Singh, N., Kaur, M., Sandhu, K.S., 2005. Physicochemical and functional properties of
freeze-dried and oven dried corn gluten meals. Drying Technology. 23, 975-988.
Singh, P., Kumar, R., Sabapathy, S.N., Bawa, A.S., 2008. Functional and edible uses of soy
protein products. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 7, 14-28.
Subagio, A., 2006. Characterization of hyacinth bean (Lablab purpureus L. Sweet) seeds
from Indonesia and their protein isolate. Food Chemistry, 95, 65-70.
Sumner, A.K., Nıelsen, M.A., Youngs, C.G., 1980. Production and Evaluation of Pea Protein
Isolate. 40th. Annual Meeting of the Institute of Food Technologist, New Orleans.
Sze-Tao, K.W.C., Sathe, S.K., 2000. Functional properties and in vitro digestibility of almond
(Prunus dulcis L.) protein isolate. Food Chemistry, 69, 153-160.
Webb, M.F., Naeem, H.A., Schmidt., 2002. Food Protein Functionality in a Liquid System: A
Comparison of Deamidated Wheat Protein with Dairy and Soy Proteins. Journal of
Food Science. 67, 2896-2902.
Wu, H., Wang, Q., Maa, T., Ren, J., 2009. Comparative studies on the functional properties of
various protein concentrate preparations of peanut protein. Food Research
International, 42, 343–348.
Yaltırık, F.; Efe, A., 2000. Dendroloji Ders Kitabı, Ġ.Ü. Orman Fak., Yayın No:465, 382 S.,
Ġstanbul.
YeĢiloğlu, E., 2005. Türkiye’ De YetiĢtirilen Mahlep Meyvesinin Fiziko-Mekanik
Özelliklerinin Belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi), Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarım
Makinaları Anabilim Dalı, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.
Yücel, S.Ö. 2005. Determination of conjugated linolenic acid content of selected oil seeds
grown in Turkey. J. Am. Oil. Chem. Soc., 82, 893–897.

Salmonella enterica Serotip Paratyphi B Klinik İzolatlarının

Kolera - Türkiye Halk Sağlığı Kurumu

Şarbon - Türkiye Halk Sağlığı Kurumu

kornea hastalıkları

A Y Ş E G Ü R S O Y / / S Ü T K İ M Y A S I V E B İ Y O K İ M Y A S I

ÖZEL EGE LĠSESĠ ULUSAL DNA ĠZOLASYON

Türk Gıda Kodeksi Devam Formülleri Tebliği Ekleri için tıklayınız.

gap natura analiz raporlarını pdf formatında görmek için tıklayın.

S?PL?N SORU? - Ceza İşleri Genel Müdürlüğü

Rekabetin Korunması Hakkında Kanunun İhlali Halinde